物化实验(电导法测乙酸乙酯皂化反应的速率常数)

2020/2/281实验一电导法测乙酸乙酯皂化反应的速率常数2020/2/2821、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2、了解二级反应的特点，学会用图解法求出二级反应的反应速率常数3、熟悉EC215微电脑电导率仪的使用方法（一）实验目的2020/2/283（二）实验原理•乙酸乙酯皂化反应是二级反应，反应式为•CH3COOC2H5+NaOHCH3COONa+C2H5OH设在时间t时生成物的浓度为x,则该反应的动力学方程为：))((xbxakdtdx若a=b,则式变为：2)(xakdtdx)(xaxktc积分得：2020/2/284kCdtdC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m(=ak)便可求出k值。2020/2/285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CH3COONa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。2020/2/286所以，稀溶液中，电导值的减少量与CH3COO-浓度成正比，速率方程可变为：＝式中：κ0—起始时的电导率；κt—t时的电导率；κ∞—t→∞即反应终了时的电导率；2020/2/287故只要测定了κ0、κ∞以及一组κt值以后，利用(κ0–κt)∕(κ0–κ∞)对t作图，若该反应为二级反应，则应得到一条直线，直线的斜率即是速率常数k与起始浓度ca的乘积。K的单位为L・mol-1・min-1。2020/2/288Calibration旋钮↙Temperature旋钮↙量程选择按钮↖2020/2/2892020/2/28102020/2/28112020/2/28121.开机按ON/OFF键开启EC215微电脑电导率仪。2.电导率仪标定（1）将电极先用蒸馏水清洗1－2遍，再用0.01MKCl标准液淋洗2～3遍，每次1～2ml,插入装有0.01MKCl标准液的专用试管（需干燥）中，电极浸入溶液的深度以外套上的小孔浸没液体0.5cm左右为宜，并用电极轻触试管底部，排出套内的气泡。（三）实验步骤2020/2/2813（2）调节TEMPERATURE到2%/℃。（3）选择合适的测量范围，如1999μs或19.9ms。（4）待数字基本稳定后，旋转“CALIBRATION”键，使显示屏上的数值与室温下0.01mol/LKCl标准液的电导率值相等即可（查课本336页附录八）。取出电极，用蒸馏水淋洗1－2遍后，置蒸馏水中备用。(注意:此后“CALIBRATION”键能否再动?)2020/2/28143.κ∞的测量电极用极少量的0.0100mol/L的NaAc液淋洗2－3遍，将0.0100mol/L的NaAc装入专用试管(试管要干燥!)中，插入电极，电极浸入溶液的深度和使用方法与标定时相同。此时显示屏上的数值即为κ∞。2020/2/28154.κ0的测量分别量取0.02mol/LNaOH液和蒸馏水各20.00ml于50ml小烧杯中混匀，用此混合液淋洗电极2～3遍后，将此混合液倒入另一干燥专用试管中，插入电极，此时显示屏上的电导率数值即为κ0，记下该值(注意:此时为何要用水稀释0.02mol/LNaOH液??)2020/2/28165.κt的测量先量取0.02mol/LNaOH液25.00ml于50ml小烧杯中,再量取0.02mol/L乙酸乙酯液25.00ml一起加入该50ml小烧杯中，注意加入约一半时即马上看表记时(!!??),加完后混匀，用此混合液淋洗电极2～3遍后，将此混合液倒入一干燥洁净专用试管中，插入电极，此时显示屏上的电导率数值即为时间t所对应的κt，分别记录3min,6min,9min,12min,15min,18min,21min,24min,27min,30min,40min,50min时的电导率κt。2020/2/2817（四）实验结果与分析（1）κ0与κ∞测定结果:反应的温度：t＝＿℃κ0=＿µS·cm-1κ∞（开始）=＿µS·cm-1κ∞（结束）=＿µS·cm-1κ∞（平均）=＿µS·cm-12020/2/2818（2）κt测得结果和数据处理。t(min)κ0（µS·cm-1）κt－κ∞（µS·cm-1）κ0－κt（µS·cm-1）(κ0－κt)/(κt－κ∞)369602020/2/2819（3）反应级数的判定。以(κ0－κt)/(κt－κ∞)对t作图，若得一直线，即可证明乙酸乙酯皂化反应为二级反应。由直线的斜率可计算出反应速率常数k。2020/2/2820（1）κ受温度影响较大,若仪器无温度校正,则电导池须置恒温槽中恒温测定.（2）测量前电极需淋洗2遍，且要轻触试管底部，排除套内气泡，但注意不要太用力以免打破试管。（3）仪器使用完毕，要将电极用蒸馏水清洗干净，并放入蒸馏水中保养。(4)测定过程试管要干燥洁净或洁净试管再用待测液淋洗2-3遍.（五）注意事项2020/2/2821请保护公共仪器设备！请注意安全！谢谢!