实验七乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定

实验七乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定[日期：2008-06-18]来源：作者：[字体：大中小]乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定一、目的及要求1、测定皂化反应中电导的变化，计算反应速率常数。2、了解二级反应的特点，学会用图解法求二级反应的速率常数。3、熟悉电导率仪的使用。二、原理乙酸乙酯的皂化反应为二级反应：CH3COOC2H5+NaOH=CH3COONa+C2H5OH在这个实验中，将CH3COOC2H5和NaOH采用相同的浓度，设a为起始浓度，同时设反应时间为t时，反应所生成的CH3COONa和C2H5OH的浓度为x，那么CH3COOC2H5和NaOH的浓度为（a－x），即CH3COOC2H5+NaOH=CH3COONa+C2H5OHt=0时，aa00t=t时，a-xa-xxxt→∞时，00aa其反应速度的表达式为：dx/dt=k（a-x）2k—反应速率常数，将上式积分，可得kt=x/[a（a-x）]*乙酸乙酯皂化反应的全部过程是在稀溶液中进行的，可以认为生成的CH3COONa是全部电离的，因此对体系电导值有影响的有Na+、OH-和CH3COO-，而Na+、在反应的过程中浓度保持不变，因此其电导值不发生改变，可以不考虑，而OH-的减少量和CH3COO-的增加量又恰好相等，又因为OH-的导电能力要大于CH3COO-的导电能力，所以体系的电导值随着反应的进行是减少的，并且减少的量与CH3COO-的浓度成正比，设L0—反应开始时体系的电导值，L∞—反应完全结束时体系的电导值，Lt—反应时间为t时体系的电导值，则有t=t时，x=k'（L0-Lt）t→∞时，a=k'（L0-L∞）k'为比例系数。代入*式得Lt=1/ka×[（L0-Lt）/t]+L∞以Lt对（L0-Lt）/t作图，得一直线，其斜率为1/ka，由此求得k值。三、实验仪器和试剂恒温水浴一套，电导率仪一台，秒表一只，羊角型电导池一支，移液管一支，试管一只，移液管（10mL）二只，移液管（2mL带刻度）一只，容量瓶（50mL）一只，容量瓶（1000mL）一只，0.1molNaOH溶液，乙酸乙酯（A.R）分子量88.11，密度0.9002L/ml）。K1：电源开关K4：校正调节K7：电极常数调节K2：高周、低周开关K5：量程选择开关C1：电极插口K3：校正、测量开关K6：电容补偿调节C2：10毫伏输出四、实验步骤1．溶液的配制1．1氢氧化钠溶液的配制用移液管吸取10mLNaOH标准溶液于50mL容量瓶中稀释至刻度，摇匀。1．2乙酸乙酯的配制（4组配1瓶）乙酸乙酯的毫升数=[（NaOH标准溶液浓度/5）×88.11]/0.9先取500mL蒸馏水加入1000mL容量瓶中，加入计算所得的乙酸乙酯的毫升数，加水稀释至刻度摇匀。2．将恒温槽的温度调至25℃2．1打开恒温槽电源，看设定温度的黄字如果是25℃可不调，直接打开电源即可（如果不是25℃按功能键，使红色数字变成SP，这时按△升温，▽降温键，使黄字变为25.00）。然后按功能键使其显示温度。3．L0的测定用移液管量取NaOH和蒸馏水各10mL加入试管中，置于恒温槽中恒温。待恒温10分钟测电导率。测定方法：打开数显电导率仪，仪器自动显示标准。将电极插入试管中，将温度补偿调至25℃。将电导池常数调到对应位置（如常数为0.98，常数调为9.8）。按动“标准/测量”键，进行测量，此时电导率仪显示数字就是L0的值（用蒸馏水冲洗电极后擦干备用）。4．Lt的测定将10mLNaOH和10mL乙酸乙酯分别加入羊角型电导池中（两种溶液不能混合）。恒温十分钟后将两种溶液混合，同时用秒表记录下反应时间。并在两管中混合3次。把电极插入立管中，并在2、4、6、9、12、15、20、25、30、40、50、60分钟读取电导率Lt。12组数读完后关闭恒温槽电源，关闭电导率仪。实验结束。实验完毕后，洗净电导池。用蒸馏水淋洗电导电极，并用蒸馏水浸泡好。五、数据处理1、将t、Lt、L0－Lt及（L0－Lt）/t等数据列于下表：实验温度：25℃气压：98.39kPaL0:1.934ms/cmt/minLt/(ms∙cm-1)(L0-Lt)/(ms∙cm-1)[L0-Lt/t]/(ms∙cm-1∙min-1)21.7930.1410.070541.7000.2340.058561.6120.3220.053791.5060.4280.0476121.4250.5090.0424151.3610.5730.0382201.2780.6560.0328251.2140.7200.0288301.1590.7750.0258401.0750.8590.0215501.0220.9120.0182600.9810.9530.01592、以Lt对（L0－Lt）/t作图，由所得直线斜率，求出反应速率常数k。随手盖上瓶塞殊为重要。4、乙酸乙酯溶液要重新配制，因放置过久，能自行缓慢水解而影响结果。七、思考题1、若需测定L∞值，可如何进行？答：干燥大试管中加入约5毫升0.01mol·dm-3乙酸钠，恒温后（约15分钟）读数。2、若欲计算本反应的活化能，作何种测定？答：若由实验求得两个不同温度下得速率常数k，则可利用公式：计算出反应的活化能E。不同温度下乙酸乙酯皂化反应速率常数文献值t℃k(L·mol-1·min－1)t℃k(L·mol-1·min－1)t℃k(L·mol-1·min－1)153.3521246.02933310.5737163.5828256.42543411.2382173.8280266.84543511.9411184.0887277.29063612.6843194.3657287.76243713.4702204.6599298.26223814.3007214.9723308.79163915.1783225.3039319.35224016.1055235.6559329.94574117.0847