實(shí)驗(yàn)報(bào)告-電導(dǎo)法測定乙酸乙酯皂化反應(yīng)的速率

用準(zhǔn)一級反應(yīng)的方法測定乙酸乙酯皂化反應(yīng)的速率常數(shù)一.[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯①學(xué)習(xí)用準(zhǔn)一級反應(yīng)方法研究非一級反應(yīng)的方法。②用電導(dǎo)法測定乙酸乙酯反應(yīng)常數(shù)。③掌握測量原理，并熟悉電導(dǎo)率儀的使用。二.[實(shí)驗(yàn)原理]乙酸乙醋的皂化反應(yīng)為:CH3COOC2H5+NaOH→CH3COONa+C2H5OH在該反應(yīng)中，設(shè)乙酸乙酯和堿的起始濃度分別為a和b(a>>b)，x為t時(shí)刻反應(yīng)物已反應(yīng)掉的濃度(也就是不同時(shí)刻生成的NaAc的濃度)CH3COOC2H5+NaOH→CH3COONa+C2H5OHt=0at=ta-xb-xxxt=∞→a-x→b-x→b→b則其反應(yīng)速率公式可寫為但是a>>b所以(a-x)→a則上式可寫為（1）對(l)式進(jìn)行積分得反應(yīng)速度常數(shù)K的表達(dá)式為ln顯然，只要測出反應(yīng)進(jìn)程中t時(shí)的x值，再將a，b代入上式，就可以算出反應(yīng)速率常數(shù)k值。由于反應(yīng)在水溶液中進(jìn)行，可以假定CH3COONa全部電離。溶液中參與導(dǎo)電的離子有Na+，OH-和CH3COO-等，而Na+反應(yīng)前后不變，OH-的遷移率比CH3COO-的遷移率大得多。隨反應(yīng)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)率值不斷下降。在一定的范圍內(nèi)，可以認(rèn)為體系電導(dǎo)率的減少與CH3COONa的濃度x的增加量成正比，即t=t:x=β(κ0-κt)t=∞:b=β(κ0-κ∞)式中κ0為t=0時(shí)的初始電導(dǎo)率，κt為t=t時(shí)溶液的電導(dǎo)率值，κ∞為t→∞，即反應(yīng)完全后溶液的電導(dǎo)率值，β為比例常數(shù)。將x和a及電導(dǎo)率的關(guān)系式分別代入積分式得：-kant=In從上式可知，只要測定κ0，κ∞以及一組相應(yīng)于t時(shí)kt值，以對t作圖，可得一直線，由直線的斜率即可求得反應(yīng)速率k值，k的單位為min-1mol-1L三.[實(shí)驗(yàn)儀器與試劑]DDS一11A電導(dǎo)率儀(上海第二分析儀器廠)1臺;501型超級恒溫水浴(重慶試驗(yàn)儀器廠)1臺;雙管電導(dǎo)池(帶膠塞與大洗耳球)2個(gè)，25mL，10mL移液管各1支;50mL容量瓶2個(gè);停表1支.NaOH（分析純）CH3COOC2H5（分析純）CH3COONa（分析純）四.[試驗(yàn)步驟]1.啟用恒溫槽，調(diào)節(jié)至實(shí)驗(yàn)所需溫度（20℃2.配置溶液分別配置濃度為0.005mol·L-1標(biāo)準(zhǔn)的NaOH溶液、0.01mol·L-1標(biāo)準(zhǔn)的NaOH溶液、0.005mol·L-1CH3COONa溶液、0.5mol·L-1CH3COOC2H5各50ml3.調(diào)節(jié)電導(dǎo)率儀4.κ0的測量：用移液管移取濃度為0.01mol·L-1NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液25.00mL于50mL容量瓶中，加水至刻度，搖勻后倒入大試管中.在25℃5.κ∞的測量：取25ml0.0005mol·L-1CHaCOONa標(biāo)準(zhǔn)溶液于大試管中，用同樣的方法測定κ∞值6.κt的測量①用移液管吸取10ml濃度為0.01mol·L-1NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液注入雙管電導(dǎo)池的A管中；用另一支移液管吸取10ml0.5mol·L-1CH3COOC2H5注入B管中，塞上橡皮塞，恒溫10分鐘。②用洗耳球通過B管上口將CH3COOC2H5溶液壓入A管中，與NaOH溶液混合。當(dāng)溶液壓入一半時(shí)，開始記錄反應(yīng)時(shí)間。反復(fù)壓幾次，使溶液混合均勻，并立即測量其電導(dǎo)值。③每隔20s讀一次數(shù)據(jù)，直至電導(dǎo)值變化不大時(shí)（一般反應(yīng)時(shí)間是5min至10min）可停止測量。五.[注意事項(xiàng)]1.本實(shí)驗(yàn)需用電導(dǎo)水，并避免接觸空氣及灰塵雜質(zhì)落入2.配好的NaOH溶液要防止空氣中的CO2進(jìn)入3.乙酸乙酯的濃度必須大于NaOH溶液濃度的40倍或40倍以上（盡量大于40倍，因?yàn)橐宜嵋阴]發(fā)）4.兩次測量κt時(shí)溫度必須保持一致。六.[實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理]數(shù)據(jù)記錄：時(shí)間名稱02 4681012141618

k00.9810.9810.981

k∞0.3010.3010.301

Kt(c=0.5)0.4350.3890.3780.3740.3720.3720.3710.3710.3710.371Kt(c=0.4)0.4520.3590.3380.3370.3350.3330.3320.3310.3310.331根據(jù)實(shí)驗(yàn)所測定的結(jié)果，分別在濃度為0.5mol·L-1和0.4mol·L-1下以對t作圖，并從直線的斜率計(jì)算不同濃度下的K＇當(dāng)濃度a=0.5mol·L-1時(shí)，以對t作圖如下濃度c=0.4mol·L-1時(shí)，以對t作圖如下因此，當(dāng)濃度a=0.5mol·L-1時(shí)，斜率k1‘=-ka1n=-0.08891當(dāng)濃度a=0.4mol·L-1時(shí)，斜率k2‘=-ka2n=-0.07172又因?yàn)椋?.8a1=a2解得:n=1即對乙酸乙酯是一級反應(yīng)所以，當(dāng)濃度a=0.5mol·L-1時(shí)，斜率k‘=-0.08891由K‘=-Kan解得：速率常數(shù)k=0.1778mol/(L·min)[思考題]1.準(zhǔn)一級反應(yīng)與一級反應(yīng)數(shù)據(jù)處理中的起始濃度和反應(yīng)開始時(shí)間的準(zhǔn)確性要求是否相同?答：不相同。一級反應(yīng)的濃度要求準(zhǔn)確，而準(zhǔn)一級反應(yīng)的濃度只要求一種反應(yīng)物濃度大于另一種反應(yīng)物濃度的40陪或40倍以上。反應(yīng)開始的時(shí)間對準(zhǔn)一級反應(yīng)應(yīng)準(zhǔn)確，而對一級要求不必那么嚴(yán)格，因?yàn)闇?zhǔn)一級反應(yīng)一種反應(yīng)物濃度太大，反應(yīng)瞬間完成。所以必須控制好反應(yīng)開始的時(shí)間。2.某種物質(zhì)濃度大大過量的概念在實(shí)驗(yàn)中如何把握?答：控制它在另一種濃度的四十倍以上。[參考文獻(xiàn)]1.曹楠棗莊師專學(xué)報(bào)測定乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的原理和方法2000年4月第17卷第2期2.李.澳新成都大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)電導(dǎo)法測定乙酸乙醋皂化反應(yīng)速度常數(shù)的簡化1996年6月第15卷第2期3.楊桂株吉林師