乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定.doc
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1、 . 实验九 乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定1 前言1.1 实验目的测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数。1.2 实验内容 在30时,用电导率仪先测定40ml0.0 1molL-1的NaOH溶液的电导率,然后将20ml 0.02molL-1的NaOH溶液与20ml 0.02molL-1的乙酸乙酯溶液混合,测定其电导率随时间的变化关系;然后将实验温度升高到37,重复上述实验。1.3 实验原理对于二级反应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 (1)式中:x为t时刻生成物的浓度。式(1)定积分得: (2)以 对t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
2、出k。所以在反应进行过程中,只要能够测出反应物或生成物的浓度,即可求得该反应的速率常数k。温度对化学反应速率的影响常用阿伦尼乌斯方程描述 (3)式中:Ea为反应的活化能。假定活化能是常数,测定了两个不同温度下的速率常数k(T1)和k(T2)后可以按式(3)计算反应的活化能Ea。 (4)乙酸乙酯皂化反应是一个典型的二级反应,其反应式为:反应系统中,OH-电导率大,CH3COO-电导率小。所以,随着反应进行,电导率大的OH-逐渐为电导率小的CH3COO-所取代,溶液电导率有显著降低。对于稀溶液,强电解质的电导率与其浓度成正比,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。若乙酸乙酯皂化反应
3、在稀溶液中进行,则存在如下关系式: (5) (6) (7)式中:A1,A2分别是与温度、电解质性质和溶剂等因素有关的比例常数;0、t、分别为反应开始、反应时间为t和反应终了时溶液的总电导率。由式(5)式(7),得 (8)代入式(2)并整理,得 (9)因此,以对作图为一直线即说明该反应为二级反应,且由直线的斜率可求得速率系数k;由两个不同温度下测得的速率系数k (T1)与k(T2),可以求出反应的活化能Ea。由于溶液中的化学反应实际上非常复杂,如上所测定和计算的是表观活化能。2 实验方法2.1 实验仪器和试剂仪器 DDS-llA型电导率仪1台;自动平衡记录仪1台;恒温水浴1套;DJS-1型电导电
4、极1支;双管反应器2只、大试管1只;100mL容量瓶1个;20mL移液管3支;0.2mL刻度移液管1支。试剂 0.0200mol/L的NaOH溶液;乙酸乙酯(AR);新鲜去离子水或蒸馏水。2.2 实验步骤1) 仪器准备:接通电导率仪的电源,校正电导率仪,正确选择其量程,并将电导率仪的记录输出与记录仪相连。2) 配制乙酸乙酯溶液:用容量瓶配制0.0200mol/L的乙酸乙酯溶液100mL。乙酸乙酯密度与温度的关系式 =924.54-1.168t-1.9510-3t2 (10)其中、t的单位分别为kg/m3和(需要乙酸乙酯约0.1762g)。已知室温等于23.8,计算得需要0.197ml乙酸乙酯。
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