实验八乙酸乙酯皂化反应速度常相数的测定.docVIP

实验八 乙酸乙酯皂化反应速度常相数的测定一、实验目的 1．通过电导法测定乙酸乙酯皂化反应速度常数。 2．求反应的活化能。 3．进一步理解二级反应的特点。 4．掌握电导仪的使用方法。 二、基本原理 乙酸乙酯的皂化反应是一个典型的二级反应： 设在时间t时生成物浓度为x，则该反应的动力学方程式为 （8-1） 式中，a，b分别为乙酸乙酯和碱（）的起始浓度，k为反应速率常数，若a=b，则（8-1）式变为 （8-2） 积分（8-2）式，得 （8-3） 由实验测得不同t时的x值，则可依式（8-3）计算出不同t时的k值。若果k值为常数，就可证明反应是二级的。通常是作对t图，若所得的是直线，也可证明反应是二级反应，并可从直线的斜率求出k值。 不同时间下生成物的浓度可用化学分析法测定（例如分析反应液中的浓度），也可以用物理化学分析法测定（如测量电导）。本实验用电导法测定x值，测定的根据是： （1）溶液中离子的电导率比离子（即）的电导率大很多（即反应物与生成物的电导率差别大）。因此，随着反应的进行，离子的浓度不断降低，溶液的电导率也就随着下降。 （2）在稀溶液中，每种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溶液的电解质的电导率之和。 依据上述两点，对乙酸乙酯皂化反应来说，反应物与生成物只有和是强电解质，乙酸乙酯和乙醇不具有明显的导电性，它们的浓度变化不致影响电导率的数值。若果是在稀溶液下反应，则 式中：，是与温度、溶剂、电解质及的性质有关的比例常数；，分别为反应开始和终了时溶液的总电导率（注意这时只有一种电解质）；为时间t时溶液的总电导率。 由此三式，可得到 （8-4） 若乙酸乙酯与的 （8-） （8-）~图，由直线的斜率m可求k值，即 由（8-）式可知，本反应的半衰期为： （8-7） 可见，两反应物起始浓度相同的二级反应，其半衰期与起始浓度成反比，由（8-7）式可知，此处亦即作图所得直线之斜率。 若由实验求得两个不同温度下的速度常数，则可利用公式（8-8）计算出反应的活化能。 （8-8） 三、仪器和试剂 恒温槽1套； 移液管（20）2支； 电导仪1套； 比色管（50）2支； 双叉管； 0.02溶液； 停表1块； 0.02溶液； 烧杯（250）1只； 0.01溶液； 容量瓶（100）2只； 0.01溶液。 四、操作步骤 1．准确配制0.02的溶液和溶液。调节恒温槽温度至25℃，调试好电导仪。将电导池（如图81）及0.02的溶液和溶液浸入恒温槽中恒温待用。 ．分别取适量0.01的溶液和溶液注入干燥的比色管中，插入电极，溶液面必须浸没铂黑电极，置于恒温槽中恒温15分钟，待其恒温后测其电导，分别为和值，记下数据。 ．取250.02的溶液和250.02的溶液，分别注入双叉管的两个叉管中（注意勿使二溶液混合），插入电极并置于恒温槽中恒温10分钟。然后摇动双叉管，使两种溶液均匀混合并导入装有电极一侧的叉管之中，同时开动停表，作为反应的起始时间。从计时开始，在第5、10、15、20、25、30、40、50、60分钟各测一次电导值。 ．在35℃下按上述步骤进行实验。 五、数据记录和处理 将测得数据记录于下表： 室温： ℃ 大气压： ： ： 25℃ 35℃ 5 1650 40.00 5 1850 50.00 10 1520 30.00 10 1700 40.00 15 1450 26.67 15 1600 33.33 20 1350 25.00 20 1500 30.00 25 1300 22.00 25 1450 26.00 30 1240 20.33 30 1375 24.17 40 1200 16.25 40 1300 22.86 1.利用表中数据以对作图求两温度下的。 25℃时，由得：k=2.44 35℃时，由得：k=2.60 2.利用所作之图求两温度下的，并与测量所得之进行比较。25℃时，测量K∞=600us/cm，作图得K∞=859.58us/cm 35℃时，测量K∞=650us/cm，作图得K∞=916.74us/cm 3.求此反应在25℃和35℃时的半衰期值。25℃时，半衰期=20.49 35℃时，半衰期=19.25 4.计算此反应的活化能。得：Ea= 33.662kJ/