乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定

一、实验目的
1、用电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数及活化能。
2、了解二级反应的特点。
3、了解电导率仪的构造，掌握其使用方法。
 二、实验原理 
乙酸乙酯皂化反应方程式为：
          CH3COOCH2CH3 + OH-  == CH3COO- + CH3CH2OH
t=0                a                  a                    0                0
t=t                a-x                a-x                 x                x
t=∞               0                  0                    a                a

乙酸乙酯皂化反应属二级反应，为使实验简化处理，加入的两反应物浓度相同，反应的速率方程为：

设乙酸乙酯和氢氧化钠的转化率为x，初始浓度a=cA,0，则

当转化率x=0时，所测电导率为氢氧化钠溶液的贡献，则：
                    (1)
当转化率x=1时，所测电导率为乙酸钠溶液的贡献，则：
                   (2)
当转化率x在0到1之间时，所测电导率为氢氧化钠和乙酸钠溶液的贡献，则：
            (3)
这里的A1，A2为与温度、试剂、电解质NaOH和NaAC有关的比例常数；κ0，κ∞分别为反应开始和终了时溶液的总电导率；κt为时间t时溶液的总电导率。
结合(1) (2) (3)式可得：

以κt对(κ0-κt)/t作图可得一直线，其斜率等于1/(k?a)。由此可求得反应速率常数k。
当把电导率仪的输出与记录仪连接，就可自动记录电导的变化。这时记录纸上的峰高将与电导成正比。因此用峰高代替电导代入上式同样可求得k值。
根据需要将量程调至合适的测量档（由于NaOH和醋酸钠都是强电解质，所以量程调至20 mS?cm-1档）。
用一个已在红外干燥箱中干燥的洁净烧杯配制0.0500 mol/L的NaOH，测量值作为反应初始的电导率值（即κ0）。
三、实验仪器 
恒温糟，电导率仪（DDS-307型或DDS-11A型），大口瓶，25ml单标线移液吸管，电导池，烧杯，洗耳球，50ml注射器，带乳胶管的橡皮塞。

四、实验步骤
 1、利用恒温槽控制反应温度（复习恒温槽的操作方法）
2、配制反应液
采用称重法配制0.1000 mol/L的NaOH和乙酸乙酯溶液。
3、调节电导率仪并测反应初始电导率值
插上电导率仪电源，打开开关，预热10分钟。将量程调至检查档，常数调至1，温度调至所测反应档，旋转校准旋钮使显示数值为100.0，然后调节常数使显示的数值与电导池上标的数值一致（对于DDS-11A型电导率仪不用调节显示值为100.0的步骤）。

4、反应步骤
将反应池在红外干燥箱中进行干燥，用移液管取25 mlNaOH标准溶液置于1池中，再取25 ml乙酸乙酯溶液置于2池中（注意1池和2池的区分！），将电导电极插入1池，2池上塞好橡皮塞。然后将反应置于已调节好温度的恒温槽中，恒温10 min。
恒温后，迅速用针筒压缩1池的NaOH溶液至2池，同时开始计时。继续混合两池中的溶液，约来回抽二、三次，每隔半分钟记录一次电导率数据（不同时候的κt）。反应约20min即可停止实验。

5、实验完毕，清洗玻璃仪器，关闭电源，整理实验台，将洗净后的烧杯和反应池放至红外干燥箱中进行干
燥备用。
 五、注意事项
1、所用实验仪器均需干燥。
2、当将反应液加入电导池中时，不要用手扶，否则手的振动很容易引起液体的流动。
3、初次混合时，应控制用力的力度，在速度快的同时，注意不要将反应液吸入针筒或喷出。

第二篇：乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定实验报告

学号：201114120222

基础物理化学实验报告

    

实验名称：乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定 

应用化学二班 班级 03 组号

实验人姓名：  xx   

同组人姓名：xxxx

指导老师：  李旭老师             

实验日期：  20##-10-29    

湘南学院化学与生命科学系

一、实验目的：

1、了解测定化学反应速率常数的一种物理方法——电导法。

    2、了解二级反应的特点，学会用图解法求二级反应的速率常数。

    3、掌握DDS-11A型数字电导率仪和控温仪使用方法。

二、实验原理：

1、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为时间t反应物消耗掉的摩尔数，上式定积分得：

       (2)

以作图若所得为直线，证明是二级反应。并可以从直线的斜率求出k。

    所以在反应进行过程中，只要能够测出反应物或产物的浓度，即可求得该反应的速率常数。

    如果知道不同温度下的速率常数k(T₁)和k(T₂)，按Arrhenius公式计算出该反应的活化能E

      （3）

2、乙酸乙酯皂化反应是二级反应，其反应式为：

OH^-电导率大，CH₃COO^-电导率小。因此，在反应进行过程中，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。对稀溶液而言，强电解质的电导率L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。如果乙酸乙酯皂化在稀溶液下反应就存在如下关系式：

                 （4）

                 （5）

          （6）

    A₁，A₂是与温度、电解质性质，溶剂等因素有关的比例常数，，分别为反应开始和终了时溶液的总电导率。为时间t时溶液的总电导率。由(4)，(5)，(6)三式可得：

           

代入(2)式得：

       （7）

重新排列即得：

      

三、实验仪器及试剂

  DDS-11A型数字电导率仪1台（附铂黑电极1支），恒温槽1台，秒表1只，电导池3支，移液管3支；0.0200mol／L乙酸乙酯(新配的)，O.0200mol／L氢氧化钠(新配的)

四、简述实验步骤和条件：

1、调节恒温槽为所测温度25℃。

2、的测量：分别取10mL蒸馏水和10mL0.0200mol/L的NaOH溶液，加到洁净、干燥的叉形管电导池中充分混合均匀，置于恒温槽中恒温15min。用DDS-11A型数字电导率仪测定上述已恒温的NaOH溶液的电导率即为。

3、的测量：在另一支叉形电导池直支管中加10mL 0.0200mol/L CH₃COOC₂H₅，侧支管中加入10mL 0.0200 mol/L NaOH，并把洗净的电导电极插入直支管中。在恒温情况下，混合两溶液，同时开启停表，记录反应时间(注意停表一经打开切勿按停，直至全部实验结束)，并在恒温槽中将叉形电导池中溶液混合均匀。在60min内分别测定6min、9min、12min、15min、20min、25min、30min、35min、40min、50min、60min时的电导率L_t。

    作直线关系图，从斜率求出反应速率常数Ｋ

五、实验数据及现象的原始记录

温度25℃  =2.07ms·cm^-1

3、作图：

=12.9068 min^-1；反应温度T₁=25℃而反应速率常数，所以K=1/(12.9068 min^-1×0.0200mol·L^-1)=3.8739L·mol^-1·min^-1

六、  讨论（主要内容是：1误差分析；2实验中异常现象处理；3对本实验的改进意见；4回答思考题。）：

误差分析

造成本实验误差的主要原因可能有：

1、恒温槽的温度不稳定，致使实验的结果存在一定的误差；

2、乙酸乙酯配置太久，部分挥发掉了,致使实验出现较大的偏差；

3、经过多次读数，误差比较大；

4、系统本身存在的偶然误差。

注意事项

1.     实验温度要控制准确

2.     切勿触及铂电极的铂黑

3.     乙酸乙酯溶液和NaOH溶液浓度必须相同。

4.     配好的NaOH溶液要防止空气中的CO₂气体进入。

5.     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。

回答思考题

1、 酸溶液所用的水中含有不与反应物生成物发生反应的电解质,对测定的结果有无影响？

答: 存在一定的影响。因为反应速率常数的值与反应条件如温度、催化剂、溶剂等有关，而杂质的存在影响了反应物的浓度，因而对实验结果存在一定的影响。

2、各溶液在恒温和操作过程中为什么要盖好？

    答：因为温度升高，溶液的挥发度增大，将溶液盖好是为了减少其挥发，保证溶液的浓度不变；此外，NaOH溶液很容易与空气中的CO₂反应，将其盖住就是为了尽量减少此反应的影响。

七、  结论（是否达到了预期目的，学到了那些新知识）：

本实验虽存在一定的误差，但基本达到了预期的实验目的

     学到的新知识:

1、熟悉并掌握了DDS-11A型数字电导率仪和恒温槽的使用方法

     2、进一步了解了二级反应的特点，学会了用图解法求算二级反

应的速率常数。