乙酸乙酯皂化反应实验报告Word文件下载.docx

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生詡…）2

必'

'

（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

血-Q

（2）

起始浓度a为已知，因此只要由实验测得不同时间。

-兀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CHsCOO"

由于反应体系是很稀的水溶液，可认为CHsCOONa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0H-离子逐渐被导电能力弱的CHaCOO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Go为30时溶液的电导，Gt为时间t时混合溶液的电导，G.为t=8（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

t=£

时,x=x,x=—）

t=8时‘A->

S门=—Og）

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:

5亠士鱼

akt

因此，只要测不同时间溶液的电导值G和起始溶液的电导值Go,然

电-G丄

后以Gt对作图应得一直线，直线的斜率为忑，由此便求出某

A

温度下的反应速率常数k值。

由电导与电导率K的关系式:

G=K亍代

通过实验测定不同时间溶液的电导率Kt和起始溶液的电导率K

0,以Kt•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仃2）和k（Ti）,根据Arrhenius公式，可计算岀该反应的活化能E和反应半衰期。

11]

1117r—"

以瓷）夙£

迟丿（5）

（3）简述实验所需测定参数及其测定方法:

聒）_町1

111农F右可丿

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O.IOOOmol・U）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，进而计算出配制250mL0.1000mol・L"

（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ImL移液管吸取VmL乙酸乙酯注入250mL容量瓶中，稀释至刻度，即为O.IOOOmol・L的乙酸乙酯水溶液。

2.调节恒温槽

将恒温槽的温度调至（25.0±

0.1）°

C［或（30・0±

0・1）°

C］，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，都要用少量蒸馆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。

（1）打开电源开关

温度补偿旋钮

5/79

（2）量程开关拨至20niS档

（3）调节常数校正旋纽，使显示值为小4TT丄rXA*

4.溶液起始电导率Ko的测定

分别用2支移液管吸取25mL0.1000mol・L的NaOH溶液和同数量的蒸憎水，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K。

。

5.反应时电导率Kt的测定

用移液管移取25mL0.1000mol・L3的CH3COOC2H5,加入干燥的25mL容量瓶中，用另一只移液管取25mL0.1000molL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15min0同时，将恒温夹套反应池中测试过的废液倒入废液烧杯中，用蒸憾水水洗净恒温夹套反应池，滤纸吸干；

电极用蒸馅水洗净，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CH3COOC2H5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kt,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Ko和Kt的测定

调节恒温槽温度为（35.0±

0.1）°

C［或（40・0±

C］。

重复上述4、5步骤，测定另一温度下的k。

和Kt。

但在测定心时，按反应进行4min、6min、8min>

10min>

12min、15min>

18min>

21min>

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°

C

时间

0.5mi

n

Imin

1.5min

2min

2.5min

3min

3.5min

4min

4.5min

5min

6min

电导率

8.14

7.9

4

7.74

7.46

7.22

6.96

6.74

6.51

6.28

6.10

5.92

5.61

7min

8min

9min

10min

11min

12min

13min

14min

15min

5.34

5.1

1

4.91

4.74

4.59

4.46

4.34

4.24

4.14

60.3°

0.5min

1min

2.5

min

3.5

4.5

9.43

9.64

9.0

5

8.47

7.93

7.04

6.69

6.40

6.19

5.84

lOmin

5.78

5.73

5.66

in

•co

5.51

5.50

5.44

5.40

三、数据处理结果（30分）

1、由匕=丄・立二互+心方程

心一心

以Kt对t作图，从直线的斜率也可求出反应速率数k值。

I.5

7.94

£

）一K

t

1.82

1.11

0.92

7

0.81

0.75

6

0.70

3

0.66

9

0.64

0.61

0.58

0.54

5.11

4.9

0.50

14

0.46

75

0.4

38

0.41

0.38

0.36

0.34

0.32

0.31

Kt

00.51

1.52

Ki=3.056

©

=0.4282

2、不同温度下的反应速率常数k（T2）Wk（T1）,根据Arrhenius公式,

可计算出该反应的活化能E：

）_可11]

Ti=298.85KT2=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

1.为什么由0.0100mol-dnr3的NaOH溶液和O.OIOOmol-dnv?

的CHsCOONa溶液测得的电导率可以认为是Ko、&

?

答：

ko是反应：

CH3COOC2H5+NaOH—CH3COONa+C2H5OH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，O.OIOOmol•dm-3NaOH所测K即为k0o

ks是上述反应t=8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，O.OIOOmol•dm3的CH3COONa所测k即为J

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（LO-Loo）-b（LO-Lt））/（a（Lt-Loo）））=（a-b）kt

a•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（LO-Loo）-b（LO-Lt））/（a（Lt-Loo）））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。