乙酸乙酯皂化反应实验报告Word文件下载.docx

1、2掌握用图解法求二级反应的速率常数，并计算该反应的活化能。3学会使用电导率仪和超级恒温水槽。（2）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+Na+OH-CH3COO-+Na+C2H5OH 当乙酸乙酯与氢氧化钠溶液的起始浓度相同时，如均为a，则反应速率表示为 （1） 式中，x为时间t时反应物消耗掉的浓度，k为反应速率常数。将上式积分得 （2）起始浓度a为已知，因此只要由实验测得不同时间t时的x值，以 对t作图，应得一直线，从直线的斜率便可求出k值。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CH3COON

2、a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。令G0为t=0时溶液的电导，Gt为时间t时混合溶液的电导，G为t=（反应完毕）时溶液的电导。则稀溶液中，电导值的减少量与CH3COO-浓度成正比，设K为比例常数，则 由此可得 所以（2）式中的a-x和x可以用溶液相应的电导表示，将其代入（2）式得：重新排列得: （3）因此，只要测不同时间溶液的电导值Gt和起始溶液的电导值G0，然后以Gt对 作

3、图应得一直线，直线的斜率为 ，由此便求出某温度下的反应速率常数k值。由电导与电导率的关系式:G= 代入（3）式得: （4）通过实验测定不同时间溶液的电导率t和起始溶液的电导率0，以t，对 作图，也得一直线，从直线的斜率也可求出反应速率数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。 （5）（3）简述实验所需测定参数及其测定方法：根据此公式，再利用MATLAB软件处理数据。（4）实验操作要点：1配制溶液 配制与NaOH准确浓度（约0.1000molL-3）相等的乙酸乙酯溶液。其方法是：找出室温下乙酸乙酯的密度，进而

4、计算出配制250mL0.1000molL-3（与NaOH准确浓度相同）的乙酸乙酯水溶液所需的乙酸乙酯的毫升数V，然后用lmL移液管吸取VmL乙酸乙酯注入250mL容量瓶中，稀释至刻度，即为0.1000molL-3的乙酸乙酯水溶液。2调节恒温槽 将恒温槽的温度调至（25.00.1）或（30.00.1），恒温槽的使用见仪器说明书。3调节电导率仪 每次测定电导率前，都要用少量蒸馏水将恒温夹套反应池和电极洗净，并用滤纸吸干。注意每次洗涤恒温夹套反应池时不要将通恒温水的胶管拆除。电导率仪的使用如图所示。4溶液起始电导率0的测定 分别用2支移液管吸取25mL0.1000molL-3的NaOH溶液和同数量的

5、蒸馏水，加入恒温夹套反应池 （盖过电极上沿约2cm），恒温约15min，并开启磁力搅拌器搅拌，然后将电极插入溶液，测定溶液电导率，直至不变为止，此数值即为0。5反应时电导率t的测定 用移液管移取25mL0.1000molL-3的CH3COOC2H5，加入干燥的25mL容量瓶中，用另一只移液管取25mL0.1000molL-3的NaOH，加入另一干燥的25mL容量瓶中。将两个容量瓶置于恒温槽中恒温15min。同时，将恒温夹套反应池中测试过的废液倒入废液烧杯中，用蒸馏水水洗净恒温夹套反应池，滤纸吸干；电极用蒸馏水洗净，并用滤纸吸干。开启磁力搅拌器，将恒温好的分别装有NaOH溶液与CH3COOC2H

6、5溶液的2个容量瓶从恒温槽中取出，打开盖子，迅速、同时将2个容量瓶中的溶液倒入恒温夹套反应池中（溶液高度同前），同时开动停表（记录反应的开始时间），并将电极插入恒温夹套反应池溶液中，测定溶液的电导率t，在4min、6min、8min、10min、12min、15min、20min、25min、30min、35min、40min各测电导率一次，记下kt和对应的时间t。6另一温度下0和t的测定 调节恒温槽温度为（35.00.1）或（40.00.1）。重复上述4、5步骤，测定另一温度下的o和t。但在测定t时，按反应进行4min、6min、8min、10min、12min、15min、18min、21

7、min、24min、27min、30min测其电导率。实验结束后，关闭电源，取出电极，用电导水洗净并置于电导水中保存待用。二、实验操作及原始数据表（20分）恒温槽温度：20.7时间0.5min1min1.5 min2 min2.5 min3 min3.5 min4 min4.5 min5 min6min电导率8.147.947.747.467.226.966.746.516.286.105.925.617min8min9min10min11min12min13min14min15min5.345.114.914.744.594.464.344.244.1460.39.439.649.058.4

8、77.937.046.696.406.195.845.785.735.665.585.515.505.445.40三、数据处理结果（30分）1、由方程以t对 作图，从直线的斜率也可求出反应速率数k值。1.821.11 0.927 0.815 0.756 0.703 0.669 0.643 0.611 0.586 0.54 0.50140.4675 0.438 0.411 0.387 0.366 0.347 0.329 0.314 K1=3.05613.16 6.97 4.78 3.875 3.316 2.92 2.623 2.3825 2.182 2.0061.73 1.4911.311 1.

9、1731.0640.974 0.893 0.829 0.770.712 K2=0.42822、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：T1=298.85K T2=333.45Kln（k1/k2）=E/R（1/T1-1/T2）=ln（3.056/0.4282）=E/（8.314）*（1/298.85-1/333.45）最后解得 E=47.053kJ/mol四、思考题（20分）1. 为什么由0.0100moldm-3的NaOH溶液和0.0100moldm-3的CH3COONa溶液测得的电导率可以认为是0、？答：k0是反应：CH3COOC

10、2H5NaOHCH3COONaC2H5OH体系t=0时的电导率，但是CH3COOC2H5与NaOH混合的瞬间就已开始反应，因而混合后第一时间测的k也不是t=0时的电导率。根据CH3COOC2H5与NaOH体积和浓度都相等，二者混合后浓度均稀释一倍，若忽略CH3COOC2H5的电导率，0.0100moldm-3NaOH所测即为k0。k是上述反应t=时的电导率，当反应完全时，CH3COONa的浓度和t=0时NaOH浓度相同，若忽略C2H5OH的电导率，0.0100moldm-3的CH3COONa所测k即为k。2. 如果和起始浓度不相等，试问应怎样计算k值？相关公式：ln（a（L0-L）-b（L0-Lt）/（a（Lt-L）=（a-b）kta-乙酸乙酯浓度；b-NaOH浓度；L0-开始时电导率；L-结束时电导率，Lt-t时刻电导率用ln（a（L0-L）-b（L0-Lt）/（a（Lt-L）对t作图求得。3. 如果NaOH和乙酸乙酯溶液为浓溶液时，能否用此法求k值，为什么？不能。因为反应过程中浓溶液稀释会放出大量的热，对实验温度有影响。而且只有强电解质的稀溶液的电导率与其浓度成正比。