实验三电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数(晏威).docx

实验三电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数一、实验目的1. 测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数；2. 了解二级反应的特征，学会用图解法求出二级反应的速率常数。二、实验原理乙酸乙酯皂化反应属于二级反应，其化学反应方程式如下：CH3COOC2H5 + NaOH = CH3COO Na + C2H5OH设反应物乙酸乙酯和氢氧化钠的起始浓度相同，用c 表示。反应进行到时间 t 时，生成物浓度为 x，这时 CH325 和NaOH的浓度均为（c-x）。COOC H反应趋于完全时，生成物的浓度接近为c，反应物的浓度接近为0。设逆反应可忽略，则反应物和生成物的浓度随时间的关系为：CH3COOC2H5 + OH - CH3COO - + C2H5OHt0:cc00t = t:(c- x)(c-x)xxt :00cc则此二级反应的速率方程为dx/dt = k(c-x)(c-x)（1）积分得：kt=x/ 【c(c-x)】(2)显然，只要测出反应进程中 t 时的 x 值，再将 c 代入上式，就可得到反应速率常数 k 值。由于溶液的浓度很稀，故可认为CH3COONa 全部电离。溶液中参与导电的离子有Na+ 、0H- 、CH3COO-，而 Na+浓度反应前后浓度无变化，OH-1浓度不断减小， CH3COO- (Ac -)浓度不断增大， 由于 0H-的迁移率比 Ac-的迁移率大得多，所以，随着反应的进行，溶液的电导将不断下降(当然电导率也下降 )。在一定范围内，可以认为体系的电导值的减少量与CH3COO-的浓度 x的增加量成正比，即t=t 时,x=(G0-Gt)(3)时，（）(4)t=c=G式中 G0 和 G分别为溶液起始和终了时的电导值，Gt 时 t 时的电导值， 为比例常数。将式 (3) 和(4)代入式（ 2）得：kt=(G0-Gt )/【c（Gt-G）】 即 ckt=(G 0-Gt)/（Gt-G）（6）从直线方程可知（ 6），只要测出 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，其单位是 min-1 mol-1L。三、仪器和试剂数字电导率仪、恒温水浴、移液管、锥形瓶、0020mol/L 的 NaOH溶液、 0010mol/L 的 CH3COONa 溶液和 0020mol/L 的 CH3COOC2H5溶液。四、实验步骤（ 1）开启恒温水浴，调至所定实验温度（ 35。C）。(2) 按实验要求调节电导率仪。(3) G0 的测量向干净、烘干的锥形瓶A 中加入 25.00ml 0020mol/L 的 NaOH 溶液，2加 25.00ml 水稀释一倍，再将铂黑电极用待测液淋洗 2 次后，插入 A 瓶中，将锥形瓶 A 置于恒温水浴中， 恒温约 10min，然后测量溶液的电导率， 读 3 次，取平均值。注意要先用待测溶液校对，然后打到测定档进行测定。（4）G的测量由于实验过程不可能进行到 t，且反应也并非完全不可逆，所以常用 0010mol/L CH 3COONa 溶液的电导率作为 G。向干净、烘干的锥形瓶 B 中加入 50ml 左右 0010mol/L 的 CH3COONa 溶液，恒温约 10min，然后测量溶液的电导率。(5) Gt 的测量向预先洗净、烘干的锥形瓶C 和 D 中分别移入25.0ml0020mol/L的 NaOH 溶液和 0020mol/L 的 CH3COOC2H5 溶液，在恒温水浴中恒温10min。恒温 10min 后，将 C 中的溶液倒入D 中，混合均匀，立即测量其电导值。每隔 2min 读一次数据，直至电导值基本不变。 该反应需要 45min1h。（ 6）反应结束后，倾去反应，洗净仪器。五 数据处理：1）数据记录表 1 Go 和 G（t=35）NaOH的电导率Go(us/cm)平均值 (us/cm)CH3COONa的 电 导 率G (us/cm)3平均值 (us/cm)表 2 Gt（t=35）时间（ min2468101214161820222426Gt(us/cm)(Go-Gt)/(Gt-G ）时间（ min28303234363840424446485052Gt(us/cm)(Go-Gt)/(Gt-G ）以 (Go-Gt)/(Gt-G )-t/min 做图，根据斜率，求出速率常数 k由于初始浓度 c=0.02mol/L, 乙酸乙酯速率常数k=斜率 /0.02讨论：1为什么可用稀释所配Na0H 溶液 1 倍的电导代替反应开始时的电导。2在本实验中参加反应物质的起始浓度是多少?是否就是所配乙酸乙酯的4浓度 ?3为什么要使两种反应物的浓度相等?4用作图外推法求 Go 与测定反应开始时相同Na0H 浓度所得 Go 是否一致 ?5