乙酸乙酯水解速率常数的测定-新乡医学院.doc

新乡医学院物理化学实验课教案首页 授课教师姓名职称： 一、实验名称 乙酸乙酯水解速率常数的测定 二、授课对象 药学专业 授课形式 实验 三、教学目标 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。 四、教学内容 1.几个基本概念。 2.实验的具体步骤及数据的处理。 五、教学安排与课时分配 讲解 40min 实验 120min 六、授课重点 实验的具体步骤及数据的处理。 七、注意事项 1.本实验需用电导水，并避免接触空气及灰尘杂质落入。 2.配好的NaOH溶液要防止空气中的CO2气体进入。 3.乙酸乙酯溶液和NaOH溶液浓度必须相同。 4.乙酸乙酯溶液需临时配制，配制时动作要迅速，以减少挥发损失。 八、授课方法 讲授原理加实验辅导 九、使用教材 《物理化学实验指导》 基础医学院化学教研室 十、教研室 审查意见 主任签字 新乡医学院化学教研室 年 月 日 乙酸乙酯水解速率常数的测定 一、实验目的 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。 二、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 (8-1) 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 (8-2) 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L0为t=0时溶液的电导，Lt为时间t时混合溶液的电导，L∞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 t=t时 x=x x=K(L0-Lt) (1) 由此可得 t=?时x?? ?=K(L0-L?) ?-x=K(Lt-L?) (2) 所以(2)式中的?-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Lt和起始溶液的电导值L0，然后以Lt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:L =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) 三、仪器和药品 仪器：DDS—307型电导率仪 (附DJS-1型铂黑电极)1台 电导池1只 恒温水浴1套 锥形瓶(250mL)5个 移液管(25mL)1只 移液管(50mL)3只 容量瓶(250mL)1个 药品： NaOH水溶液(0.0200mol·dm-3) 乙酸乙酯(A.R.) 电导水。 四、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)℃］，恒温槽的使用见实验一----恒温浴的控制及贝