電導(dǎo)法測定乙酸乙酯皂化反應(yīng)的速率常數(shù)(20220216025608)

1、電導(dǎo)法測定乙酸乙酯皂化反響的速率常數(shù)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解二級反響的特點(diǎn)，學(xué)會用圖解計(jì)算法求取二級反響的速率常數(shù)；2用電導(dǎo)法測定乙酸乙酯皂化反響的速率常數(shù)，了解反響活化能的測定方法。二、實(shí)驗(yàn)原理乙酸乙酯皂化是一個(gè)二級反響，其反響式為：CHjCOOC2H：+Na>OHCH5COONa*CH50H在反響過程中，各物質(zhì)的濃度隨時(shí)間而變。某一時(shí)刻的0H-離子濃度可用標(biāo)準(zhǔn)酸進(jìn)行滴定求 得，也可通過測定溶液的某些物理性質(zhì)而得到。用電導(dǎo)儀測定溶液的電導(dǎo)值G隨時(shí)間的變化關(guān)系，可以監(jiān)測反響進(jìn)程， 進(jìn)而可求算反響的速率常數(shù)。 二級反響的速率與反響物的濃度 有關(guān)。假設(shè)反響物CH3COOC2H5和NaOH的初始濃度

2、相同均設(shè)為c，設(shè)反響時(shí)間為t時(shí)， 反響所產(chǎn)生的 CH3COO-和 C2H5OH的濃度為x,假設(shè)逆反響可忽略，那么反映物和產(chǎn)物的濃 度時(shí)間的關(guān)系為：CH3COOC2HNaOH CH,COONa+ C2HOHtOcc00e-xc-xXXt0一 0上述二級反響的速率方程可表示為：dx/dt=k(c-x)(c-x) 1積分得：kt=x/c(c -x) 2顯然，只要測出反響進(jìn)程中任意時(shí)刻t時(shí)的x值，再將濃度 c代入上式，即可得到反響的速率常數(shù)k值。因反響物是稀水溶液，故可假定全部電離。那么溶液中參與導(dǎo)電的離子有Na+、OH-和CH3COOH等，Na+在反響前后濃度不變，OH-的遷移率比的大得多。隨著反響

3、時(shí)間的增加，OH-不斷減少，而CH3COO-不斷增加，所以體系的電導(dǎo)值不斷下降。在一定范圍內(nèi)，可以認(rèn)為體系電 導(dǎo)值的減少量與CH3COONa的濃度x的增加量成正比，即：t=t 時(shí)，x= 3 (Gt) 3式中Go和Gt分別是溶液起始和t時(shí)的電導(dǎo)值,，G為反響終了時(shí)的電導(dǎo)值，3是比例系數(shù)。將(3) 、 (4)代入 (2)得：kt= 3 (oG-Gt)/c 3 (oG-Ga)- (Go-Gt)= (Go-Gt)/c (Gt-Ga)5或?qū)懗?Go-Gt)/ (Gt-G 嗚=ckt6從6式可知，只要測出 Go、Ga和一組Gt值，由(Go G-)/(Gt G呵對t作圖，應(yīng)得一直線，從其斜率即可求得速率常數(shù)

4、k 值。三、實(shí)驗(yàn)儀器與試劑數(shù)字電導(dǎo)儀停表恒溫水浴移液管 (1o mL)雙管電導(dǎo)池鉑黑電極 1 支洗耳球 1 個(gè)NaOH 、 o.o4oo mol/L)CH 3COONa(o.o2oo mol/L)CH3COOC 2H 5 o.o4oo mol/L)四、實(shí)驗(yàn)步驟1開啟恒溫水浴電源， 將溫度調(diào)至所需值 25C。開啟電導(dǎo)率儀的熱源預(yù)熱。 本實(shí)驗(yàn)用試管作 電導(dǎo)池。2.配制溶液分別配制 LNaOH 、 LNaOH 、 3COONa 、 3COOC 2H 5各 5omL。o的測定1 洗凈燒杯并烘干，倒入適量 o.o2oo mol/LNaOH 溶液以能浸沒鉑黑電極并高出 1cm 為宜。2用電導(dǎo)水洗滌鉑黑電極

5、，再用 o.o2oo mol/LNaOH 溶液淋洗，然后置入燒杯。3將安好的燒杯置于已恒溫的水浴中恒溫 1 omin 。 4測量溶液的電導(dǎo) (率)值，每隔 2min 測量一次，共 3次，取其平均值。a的測定實(shí)驗(yàn)測定過程不可能進(jìn)行到 t= a,且反響也并不完全可逆，故通常以0.0200 mol/L的 CHsCOONa溶液的電導(dǎo)(率)值作為Ga,測量方法與Go的測量方法相同。但必須注意，每次 更換測量溶液時(shí),須用電導(dǎo)水淋洗電極和試管,再用被測溶液淋洗3 次。t的測定1電導(dǎo)池和電極的處理方法與上述相同,裝后置燒杯中。2用移液管量準(zhǔn)確取10 mL 0.0400 mol/LNaOH溶液放入洗凈并枯燥的燒

6、杯，用另一支移液管吸取10 mL 0.0400 mol/L CH 3COOC2H5溶液注入燒杯中，均置于恒溫水浴中恒溫10分鐘。3將CH3COOC2H5溶液快速倒入燒杯中，溶液倒入一半時(shí)，開始記時(shí)，并繼續(xù)倒完，使 溶液混合均勻，并立即測量溶液的電導(dǎo)率值。注意不要使溶液逸出。4每隔2 min測量一次，測15次，再每隔5分鐘測一次，測 4次，直至電導(dǎo)率值根本 不變?yōu)橹?，?9個(gè)數(shù)據(jù)。除記錄第一個(gè)數(shù)據(jù)的外，其它各數(shù)據(jù)在測量時(shí)，應(yīng)該盡量保持在 整數(shù)分鐘時(shí)測定，以便于進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。整個(gè)反響約需時(shí)45 min1 h。5反響結(jié)束后，倒掉反響液，洗凈燒杯和電導(dǎo)電極。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理1數(shù)據(jù)記錄及計(jì)算表1

7、G。和G 4的測定工程123平均值G°x 10卩 s/cm5Gx 103s/cm表2Gt的測定次數(shù)時(shí)間t/minGt/( 1 s/cm )(Go-Gt)/ (Gt-Gx)1224364851061271481691810201122122413261428153016351740184519502、數(shù)據(jù)處理經(jīng)線性擬合，得反響速率常數(shù) k為min-1 mO L六、思考題1.為何本實(shí)驗(yàn)要在恒溫條件下進(jìn)行，而且CH 3C00C 2H5和NaOH溶液在混合前要預(yù)先恒溫?答：溫度對反響速率常數(shù) k影響很大，故反響過程應(yīng)在恒溫條件下進(jìn)行。2反響分子數(shù)與反響級數(shù)是兩個(gè)完全不同的概念，反響級數(shù)只能通過實(shí)驗(yàn)來確定。試問如 何從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來驗(yàn)證乙酸乙酯反響為二級反響？答：選擇不同的乙酸乙酯濃度和氫氧化鈉濃度，測定不同濃度的反響物在相同反響條件下的 反響速率。 3乙酸乙酯皂化反響為吸熱反響，試問在實(shí)驗(yàn)過程中如何處置這一影響而使實(shí)驗(yàn)得到較好 的結(jié)果？答：在恒溫水浴中進(jìn)行，并