乙酸乙酯皂化反应速率常数测定.ppt

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1、化学化工实验中心物理化学实验课件制作：张跃华张其平电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数1、了解二级反应的特点，学会用图解计算法求取二级反应的速率常数；2、用电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数，了解反应的活化能的测定方法。一、实验目的电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数二、实验原理乙酸乙酯皂化反应是个二级反应，其反应方程式为：CH3COOC2H5＋OH－→CH3COO－＋C2H5OH乙酸乙酯皂化反应中，参加导电的离子有OH－、Na+和CH3COO－。由于反应体系是很稀的水溶液，可认为CH3COONa是全部电离的。因此，反应前后Na+的浓度不变。随着反应的进行，仅仅是导电

2、能力很强的OH－离子逐渐被导电能力弱的CH3COO－离子所取代，致使溶液的电导率逐渐减小。因此，可用电导率仪测量皂化反应进程中电导率随时间的变化，从而达到跟踪反应物浓度随时间变化的目的。二、实验原理电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数CH3COOC2H5＋OH－CH3COO－＋C2H5OHt=0浓度ab00ta－xb－xxxt∞00cc上述二级反应的速率方程可表示为：当a≠b时积分公式为：当a=b时积分公式为：（1）二、实验原理电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数实际上，溶液的电导是反应物NaOH与产物NaAc两种电解质的贡献：（2）式中：Gt表示t时刻溶液的电导；GN

3、aOH、GNaAc分别表示两电解质的电导与溶液浓度关系的比例常数（在稀溶液中可以认为溶液的电导与溶液浓度成正比）。反应开始时电导全部由NaOH贡献，反应完毕电导全部由NaAc贡献。因此（3）（4）（3）-（2）得（2）-（4）得（5）（6）二、实验原理电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数按Guggenheim法处理数据就可不必先求G0和G∞（8）（9）(5)/(6)代入(1)得（7）移项得以Gt对(G0-Gt)/t作图可得一直线。其斜率等于1/ka。由此可求出反应速率常数k。将(8)式写成较t滞后一定时间间隔Δ的动力学方程是：(10)二、实验原理电导法测定乙酸乙酯皂化反

4、应的速率常数（11）(9)-(10)得以对作图所得直线斜率为k•a从直线的斜率可求出反应速率数k值。如果知道不同温度下的反应速率常数k(T2)和k(T1)，根据Arrhenius公式，可计算出该反应的活化能E和反应半衰期。活化能E反应半衰期（12）（13）电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数三、实验仪器与药品电导率仪(附DJS-1型铂黑电极)1台;电导池1只;恒温水浴1套;停表1只;移液管(15mL)2只;氢氧化钠（AR，现配成0.0200mol•L-1）乙酸乙酯（AR，现配成0.0200mol•L-1）电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数四、实验步骤1、启动恒温槽，调

5、节到所需的温度。2、电导率仪的调节（见附录）。3、Gt的测定，将铂黑电极浸于蒸馏水中，并置于恒温槽中恒温；移取15mL0.0200mol•L-1的NaOH溶液注入干燥的电导池A管中，用另一支移液管移取15ml0.0200mol•L-1的乙酸乙酯溶液注入电导池的B管中，两支管的管口均用塞塞紧，以防止乙酸乙酯的挥发，恒温10min，在B支管的管口上换上一有孔的塞子，用一洗耳球将乙酸乙酯迅速压入A支管内与NaOH混和，当乙酸乙酯被压入一半时开始记时，再将A管中的溶液抽回B管，来回三次使NaOH和乙酸乙酯溶液充分混和。迅速用滴管吸取混和液若干，将铂黑电极从恒温蒸馏水中取出并用该

6、混和液淋洗数次。随即将电极放入A管中测定溶液的电导率。从第6分钟开始读数，每分钟读一次，读取12个数据。Δ取10min。4、调节恒温槽温度，在另一个温度下，重复步骤3。t/minGtt+Δ/minGt+ΔGt-Gt+ΔΔ(Gt+Δ)616717818919102011211222电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数五、数据记录及处理（一）数据记录实验者实验时间恒温槽温度室温大气压：实验前实验后电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数五、数据记录及处理（一）数据处理1、根据测定结果，分别以对作图2、所得直线斜率为k•a，可计算反应速率k1,k2。根据（12）和（13）分别计算

7、反应的活化能和半衰期。电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数六、注意事项1、本实验需用电导水，并避免接触空气及灰尘杂质落入。2、配好的NaOH溶液要防止空气中的CO2气体进入。3、乙酸乙酯溶液和NaOH溶液浓度必须相同。4、乙酸乙酯溶液需临时配制，配制时动作要迅速，以减少挥发损失。5、记录电导率值时，注意单位的换算电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数七、思考题1、如果NaOH和CH3COOC2H5溶液为浓溶液时，能否用此法求k值，为什么?2、清洗铂黑电极时应注意些什么？电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数八、电导率仪的使用1、开机：预热30