复旦仪器分析与物理化学实验课件05电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数

化学系基础实验中心电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数——RateConstantfortheSaponificationofEthylAcetatebyaConductometricMethod目的要求实验原理实验方法实验步骤数据处理思考题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用电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数，了解反应活化能的测定方法目的要求实验原理若反应速率与反应物A的浓度的二次方成正比，或与二种反应物A和B的浓度成正比，则该反应为二级反应。乙烯、丙烯和异丁烯的二聚、乙酸乙酯皂化、二氧化氮的分解等都是二级反应反应速率的实验测定对研究反应的动力学和选择合适的反应条件十分重要。实验测定的主要内容是分析在不同反应时间内反应物或产物的浓度。除了时间的测量外，物质浓度的分析一般采用化学方法或物理方法。本实验即采用物理方法－电导法来获得浓度随时间变化的信息已知乙酸乙酯皂化是二级反应，其反应式为CH3COOC2H5+Na++OH-CH3COO-+Na++C2H5OH二级反应的速率与反应物的浓度有关。当反应物CH3COOC2H5和NaOH的初始浓度相同（均为c），反应时间为t，反应所产生的CH3COO-和C2H5OH的浓度为x时，二级反应速率方程可写作)(xccxkt实验方法•当反应物是稀的水溶液时，可假定CH3COONa完全电离。由于OH-的迁移率比CH3COO-大得多，随着反应时间的增加，OH-不断减少，而CH3COO-不断增加，所以体系的电导值不断下降。在一定范围内，可以认为体系电导值的减少量与CH3COONa的浓度x的增加量成正比，即t=t：x=β(G0-Gt)t=∞：c=β(G0-G∞)代入前式，得测出G0、G∞以及一组Gt值，利用(G0-Gt)/(Gt-G∞)对t作图，应得一直线，由斜率即可求得反应速率常数k值。测量两个不同温度下的k，即可计算反应的表观活化能EcktGGGGtt)(0实验步骤1.预热电导率仪2.配制溶液3.开启水浴，设定温度4.清洗电导管，烘干双管电导池5.测量两个实验温度下的G0、G、Gt数据处理根据测定结果，分别以(G0-Gt)/(Gt-G∞)对t作图，并从直线斜率计算反应速率常数k1、k2计算反应的活化能思考题1.为何本实验要在恒温条件下进行，而且CH3COOC2H5和NaOH溶液在混合前还要预先恒温？2.反应分子数与反应级数是两个完全不同的概念，反应级数只能通过实验来确定。试问如何从实验结果来验证乙酸乙酯皂化反应为二级反应？3.乙酸乙酯皂化反应为吸热反应，试问在实验过程中如何处置这一影响而使实验得到较好结果？4.如果CH3COOC2H5和NaOH溶液均为浓溶液，试问能否用此方法求得k值？为什么？5.实验中配制的乙酸乙酯溶液的电导值是否为0？6.为什么测量Gt时需将B管塞紧后恒温？