乙酸乙酯皂化反应速率常数

乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定一、实验目的1、测定皂化反应中电导的变化，计算反应速率常数和活化能。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、实验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C0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（C0－x），即CH3COOC2H5+NaOH=CH3COONa+C2H5OHt=0C0C000t=tC0-xC0-xxxt→∞00C0C0其反应速率的表达式为：0d()d()()ddcxxkcxcxtt（1）k—反应速率常数，将上式积分，可得0011ktcxc或00()xktccx（2）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，所以系统的电导值随着反应的进行是减少的，并且减少的量与CH3COO-的浓度的增加量成正比，设G0—反应开始时体系的电导值，G∞—反应完全结束时体系的电导值，Gt—反应时间为t时体系的电导值，则有t=t时，x=k'（G0-Gt）t→∞时，0c=k'（G0-G∞）k'为比例系数。代入动力学方程式得'00'00()[()()]ttttkGGGGcktkGGGGGG即001ttGGGGkct（3）以Gt对（G0-Gt）/t作图，得一直线，其斜率为1/kC0，由此求得k值。实验中若测得两个温度下的速率常数，有公式（4）可求得反应的活化能。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，0.02mol.L-1NaOH溶液，乙酸乙酯（A.R）分子量88.11，密度0.9002L/ml）。图1双管电导池四、实验步骤1、乙酸乙酯的配制：取50mL蒸馏水加入100mL容量瓶中，加入乙酸乙酯0.2mL，加水至刻度、摇匀。其浓度为0.02mol.L-1。2、调节恒温水浴的温度：a211211ln()EkkRTT打开恒温槽电源，将“测温/设定”按钮按至“设定”位置，观察设定温度是否为30℃（如果不是30℃，调节“温度设置”旋钮，调节温度为30.00℃），然后将“测温/设定”按钮按至“测温”位置即可。注意事项：注意观察水浴中的温度计读数，记录反应温度，减小反应温度的误差。3、G0的测定用移液管量取NaOH和蒸馏水各25mL加入100mL锥形瓶中，混合均匀后置于恒温槽中。恒温10min后测电导率G0。测定方法：打开数显电导率仪，将电极插入电导池中进行测量即可。此时电导率仪显示数字就是G0的值。注意事项：电导率仪的电极须用蒸馏水冲洗擦干后方可使用；不可用力擦拭，防止电极上的铂黑脱落。4、Gt的测定将25mLNaOH和25mL乙酸乙酯分别加入电导池中（两种溶液不可混合）。恒温10min后将两种溶液混合，同时用秒表记录反应时间。并在两管中混合3~5次。把电极插入立管中，并在5、10、15、20、25、30min分别读取电导率Gt。5、调节恒温水浴温度为40℃，按照步骤4的操作测定G0、Gt。6、实验结束后，关闭恒温水浴与电导率仪的电源；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、Gt、G0－Gt及（G0－Gt）/t等数据列于下表：实验温度：气压：G0:t/minGt/(ms∙cm-1)(G0-Gt)/(ms∙cm-1)[G0-Gt/t]/(ms∙cm-1∙min-1)51.7930.1410.0705101.7000.2340.0585151.6120.3220.0537201.5060.4280.0476251.4250.5090.0424301.3610.5730.03822、以Gt对（G0－Gt）/t作图，由所得直线斜率，求出反应速率常数k。3、求出反应的活化能。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G∞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10分钟）读数。2、如何从实验结果来验证乙酸乙酯皂化反应为二级反应？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