实验九、电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数（6学时）.doc

实验九、电导法测定乙酸乙酯皂化反应）【实验目的】 本文档由【中文word文档库】提供，转载分发敬请保留本信息； 中文word文档库免费提供海量范文、教育、学习、政策、报告和经济类word文档。 1.用电导率仪测定乙酸乙酯皂化反应进程中的电导率。 2.学会用图解法求二级反应的速率常数，并计算该反应的活化能。 3.学会使用电导率仪和恒温水浴。 【预习要求】 1.了解电导法测定化学反应速率常数的原理。 2.如何用图解法求二级反应的速率常数及如何计算反应的活化能。 3.了解电导率仪和恒温水浴的使用方法及注意事项。 【实验原理】 乙酸乙酯皂化反应是个二级反应，其反应方程式为 CH3COOC2H5+Na++OH-→CH3COO-+Na++C2H5OH 当乙酸乙酯与氢氧化钠溶液的起始浓度相同时，如均为a，则反应速率表示为 (1) 式中，x为时间t时反应物消耗掉的浓度，k为反应速率常数。将上式积分得 (2) 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。 乙酸乙酯皂化反应中，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。 令G0为t=0时溶液的电导，Gt为时间t时混合溶液的电导，G∞为t=∞(反应完毕)时溶液的电导。则稀溶液中，电导值的减少量与CH3COO-浓度成正比，设K为比例常数，则 由此可得 所以(2)式中的a-x和x可以用溶液相应的电导表示，将其代入(2)式得: 重新排列得: (3) 因此，只要测不同时间溶液的电导值Gt和起始溶液的电导值G0，然后以Gt对 作图应得一直线，直线的斜率为 ，由此便求出某温度下的反应速率常数k值。由电导与电导率κ的关系式:G=κ 代入(3)式得: (4) 通过实验测定不同时间溶液的电导率κt和起始溶液的电导率κ0，以κt对 作图，也得一直线，从直线的斜率也可求出反应速率数k值。如果知道不同温度下的反应速率常数k(T2)和k(T1)，根据Arrhenius公式，可计算出该反应的活化能E和反应半衰期。 (5) 【仪器和药品】 1.仪器 电导率仪(附DJS-1型铂黑电极)1台;电导池1只;恒温水浴1套;停表1只;移液管(50mL)3只;移液管(1mL)1只;容量瓶(250mL)1个;磨口三角瓶(200mL)5个。 2.药品 NaOH水溶液(0.0200mol·dm-3);乙酸乙酯(A.R.);电导水。 【实验步骤】 1.配制溶液 配制与NaOH准确浓度(约0.0200mol·dm-3)相等的乙酸乙酯溶液。其方法是:找出室温下乙酸乙酯的密度，进而计算出配制250mL0.0200mol·dm-3(与NaOH准确浓度相同)的乙酸乙酯水溶液所需的乙酸乙酯的毫升数V，然后用lmL移液管吸取VmL乙酸乙酯注入250mL容量瓶中，稀释至刻度，即为0.0200mol·dm-3的乙酸乙酯水溶液。 2.调节恒温槽 将恒温槽的温度调至(25.0±0.1)℃［或(30.0±0.1)℃］，恒温槽的使用见第Ⅱ部分第一章温度测量与控制。 3.调节电导率仪 电导率仪的使用见第Ⅱ部分第四章电学测量技术与仪器。 4.溶液起始电导率κ0的测定 在干燥的200mL磨口三角瓶中，用移液管加入50mL0.0200mol·dm-3的NaOH溶液和同 数量的电导水，混合均匀后，倒出少量溶液洗涤电导池和电极，然后将剩余溶液倒入电导池 (盖过电极上沿约2cm)，恒温约15min，并轻轻摇动数次，然后将电极插入溶液，测定溶液电导率，直至不变为止，此数值即为κ0。 5.反应时电导率κt的测定 用移液管移取50mL0.0200mol·dm-3的CH3COOC2H5，加入干燥的200mL磨口三角瓶中，用另一只移液管取50mL0.0200mol·dm-3的NaOH，加入另一干燥的200mL磨口三角瓶中。将两个三角瓶置于恒温槽中恒温15min，并摇动数次。同时，将电导池从恒温槽中取出，弃去上次溶液，用电导水洗净。将温好的NaOH溶液迅速倒入盛有CH3COOC2H5的三角瓶中，同时开动停表，作为反