乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定实验报告

1学号：201114120222基础物理化学实验报告实验名称：乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定应用化学二班班级03组号实验人姓名：xx同组人姓名：xxxx指导老师：李旭老师实验日期：2013-10-29湘南学院化学与生命科学系2一、实验目的：1、了解测定化学反应速率常数的一种物理方法——电导法。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、掌握DDS-11A型数字电导率仪和控温仪使用方法。二、实验原理：1、对于二级反应：A+B→产物，如果A，B两物质起始浓度相同，均为a，则反应速率的表示式为2)(xaKdtdx(1)式中x为时间t反应物消耗掉的摩尔数，上式定积分得：xaxtaK·1(2)以txax~作图若所得为直线，证明是二级反应。并可以从直线的斜率求出k。所以在反应进行过程中，只要能够测出反应物或产物的浓度，即可求得该反应的速率常数。如果知道不同温度下的速率常数k(T1)和k(T2)，按Arrhenius公式计算出该反应的活化能E122112)()(lnTTTTRTKTKEa（3）2、乙酸乙酯皂化反应是二级反应，其反应式为：OH-电导率大，CH3COO-电导率小。因此，在反应进行过程中，电3导率大的OH-逐渐为电导率小的CH3COO-所取代，溶液电导率有显著降低。对稀溶液而言，强电解质的电导率L与其浓度成正比，而且溶液的总电导率就等于组成该溶液的电解质电导率之和。如果乙酸乙酯皂化在稀溶液下反应就存在如下关系式：aAL10（4）aAL2（5）xAxaALt21)(（6）A1，A2是与温度、电解质性质，溶剂等因素有关的比例常数，0L，L分别为反应开始和终了时溶液的总电导率。tL为时间t时溶液的总电导率。由(4)，(5)，(6)三式可得：aLLLLxt·00代入(2)式得：LLLLatKtt0·1（7）重新排列即得：LtLLkaLtt0·1三、实验仪器及试剂DDS-11A型数字电导率仪1台（附铂黑电极1支），恒温槽1台，秒表1只，电导池3支，移液管3支；0.0200mol／L乙酸乙酯(新配的)，O.0200mol／L氢氧化钠(新配的)4四、简述实验步骤和条件：1、调节恒温槽为所测温度25℃。2、0L的测量：分别取10mL蒸馏水和10mL0.0200mol/L的NaOH溶液，加到洁净、干燥的叉形管电导池中充分混合均匀，置于恒温槽中恒温15min。用DDS-11A型数字电导率仪测定上述已恒温的NaOH溶液的电导率即为0L。3、tL的测量：在另一支叉形电导池直支管中加10mL0.0200mol/LCH3COOC2H5，侧支管中加入10mL0.0200mol/LNaOH，并把洗净的电导电极插入直支管中。在恒温情况下，混合两溶液，同时开启停表，记录反应时间(注意停表一经打开切勿按停，直至全部实验结束)，并在恒温槽中将叉形电导池中溶液混合均匀。在60min内分别测定6min、9min、12min、15min、20min、25min、30min、35min、40min、50min、60min时的电导率Lt。作0ttLLLt-～直线关系图，从斜率求出反应速率常数Ｋ五、实验数据及现象的原始记录5温度25℃0L=2.07ms·cm-13、作0ttLLLt-～图：0.010.020.030.040.050.060.071.01.11.21.31.41.51.61.7Lt(L0-Lt)/tBLinearFitofData1_By=12.9x+0.799k=12.9068min-1；反应温度T1=25℃而反应速率常数kaK·1，所以K=1/(12.9068min-1×0.0200mol·L-1)=3.8739L·mol-1·min-1时间/min6912152025Lt/(ms·cm-1)1.6601.5471.4631.3971.3031.2370tLLt-/(ms·cm-1·min-1)0.06830.05810.05060.04490.03840.0333时间/min3035405060Lt/(ms·cm-1)1.1821.1401.1071.0531.0150tLLt-/(ms·cm-1·min-1)0.02960.02660.02410.02030.01766六、讨论（主要内容是：○1误差分析；○2实验中异常现象处理；○3对本实验的改进意见；○4回答思考题。）：误差分析造成本实验误差的主要原因可能有：1、恒温槽的温度不稳定，致使实验的结果存在一定的误差；2、乙酸乙酯配置太久，部分挥发掉了,致使实验出现较大的偏差；3、经过多次读数，误差比较大；4、系统本身存在的偶然误差。注意事项1.实验温度要控制准确2.切勿触及铂电极的铂黑3.乙酸乙酯溶液和NaOH溶液浓度必须相同。4.配好的NaOH溶液要防止空气中的CO2气体进入。5.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。回答思考题1、酸溶液所用的水中含有不与反应物生成物发生反应的电解质,对测定的结果有无影响？答:存在一定的影响。因为反应速率常数的值与反应条件如温度、催化剂、溶剂等有关，而杂质的存在影响了反应物的浓度，因而对实验结果存在一定的影响。2、各溶液在恒温和操作过程中为什么要盖好？7答：因为温度升高，溶液的挥发度增大，将溶液盖好是为了减少其挥发，保证溶液的浓度不变；此外，NaOH溶液很容易与空气中的CO2反应，将其盖住就是为了尽量减少此反应的影响。七、结论（是否达到了预期目的，学到了那些新知识）：本实验虽存在一定的误差，但基本达到了预期的实验目的学到的新知识:1、熟悉并掌握了DDS-11A型数字电导率仪和恒温槽的使用方法2、进一步了解了二级反应的特点，学会了用图解法求算二级反应的速率常数。