吉首大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心ExperimentalChemistryCenterof省公開課一等獎全國

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ExperimentalChemistryCenterofJishouUniversity試驗(yàn)八十二

電導(dǎo)法測定乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)

主講教師：楊朝霞單位：吉首大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院第1頁

化學(xué)動力學(xué)是研究化學(xué)反應(yīng)過程速率和反應(yīng)機(jī)理物理化學(xué)分支學(xué)科。經(jīng)典研究伎倆是從化學(xué)動力學(xué)原始試驗(yàn)數(shù)據(jù)—濃度與時間關(guān)系出發(fā)，經(jīng)過分析取得一些反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)－反應(yīng)速率常數(shù)、活化能、指前因子等。本試驗(yàn)經(jīng)過測定乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)及反應(yīng)活化能，從而掌握化學(xué)動力學(xué)研究基本手段。

引言第2頁試驗(yàn)七十電導(dǎo)法測定乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)

預(yù)習(xí)提問1、簡述電導(dǎo)法測定乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)試驗(yàn)原理。2、書上要測是溶液電導(dǎo)值，而我們測定是溶液電導(dǎo)率值，對結(jié)果有沒有影響？3、試驗(yàn)中，初始濃度過大或過小，對試驗(yàn)有何影響？4、可否將NaOH溶液稀釋一倍后測得電導(dǎo)率值作為皂化反應(yīng)初始電導(dǎo)率？為何？5、怎樣測得乙酸乙酯皂化反應(yīng)活化能？第3頁（1）了解二級反應(yīng)特點(diǎn)，學(xué)會用圖解法求取二級反應(yīng)速率常數(shù)。（2）用電導(dǎo)法測定乙酸乙酯反應(yīng)速率常數(shù)，了解反應(yīng)活化能測定方法。一、試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)第4頁二、試驗(yàn)原理乙酸乙酯皂化反應(yīng)：CH3COOC2H5＋NaOH→CH3COONa＋C2H5OHt=0:cc00t=t:c-xc-xxxt→∞:→0→0→c→c反應(yīng)速率方程為積分得：只要測出反應(yīng)進(jìn)程中t時x值，再將c代入上式，就能夠算出反應(yīng)速率常數(shù)k值。第5頁二、試驗(yàn)原理要測定不一樣溫度時反應(yīng)物濃度隨時間改變，能夠測定反應(yīng)系統(tǒng)與反應(yīng)物或者生成物濃度有較簡單關(guān)系(線性、正比、反比等)一些物理性質(zhì)隨時間改變。最慣用有電導(dǎo)、電動勢、旋光度、吸光度、折光率、蒸氣壓或體積等。設(shè)定反應(yīng)在稀水溶液中進(jìn)行，能夠假定CH3COONa全部電離。溶液中參加導(dǎo)電離子有Na＋、OH－和CH3COO－等，Na＋在反應(yīng)前后濃度不變，OH－遷移率比CH3COO－遷移率大得多。用電導(dǎo)儀測定溶液電導(dǎo)率值κ隨時間改變關(guān)系，能夠監(jiān)測反應(yīng)進(jìn)程，進(jìn)而求算反應(yīng)速率常數(shù)。第6頁二、試驗(yàn)原理設(shè)定κ0為初始電導(dǎo)率值，κt為t時刻溶液電導(dǎo)率值，κ∞為反應(yīng)完全溶液電導(dǎo)率值t=0時κ0=β1ct→∞時κ∞=β2c

t=t時：κt=β1(c-x)+β2x

將x及c與電導(dǎo)率關(guān)系式代入速率方程積分式

可得：只要測定了κ0、κ∞以及一組對應(yīng)于t時κt值，以對t作圖，可得一直線，由直線斜率即可求得反應(yīng)速率常數(shù)k值，k單位為min-1·mol-1·L。第7頁二、試驗(yàn)原理依據(jù)阿侖尼烏斯(Arrhenius)公式k1，k2分別為溫度T1，T2時測得反應(yīng)速率常數(shù)，R是摩爾氣體常數(shù)，Ea為反應(yīng)活化能。假如測定兩個不一樣溫度下反應(yīng)速度常數(shù)，就得從式中求算出反應(yīng)活化能。

第8頁三、試驗(yàn)儀器與試劑恒溫槽1臺數(shù)字式電導(dǎo)儀1臺雙管電導(dǎo)池1個停表1支移液管(10mL)3個容量瓶(100mL)1個NaOH（分析純）CH3COONa（分析純）CH3COOC2H5（分析純）第9頁四、試驗(yàn)步驟1、啟用恒溫槽，調(diào)整至試驗(yàn)所需溫度2、分別配制0.0200mol·L-1NaOH0.0100mol·L-1CH3COONa和0.0200mol·L-1CH3COOCOOC2H5各50ml。3、調(diào)整電導(dǎo)率儀4、溶液起始電導(dǎo)率κ0測定將雙管電導(dǎo)池洗凈烘于，加入適量0.0100mo1·L-1NaOH溶液(預(yù)計(jì)能浸沒鉑黑片并超出1cm)。將鉑黑電極取出，用相同濃度Na0H溶液淋洗電極，然后插入電導(dǎo)池中。將整個系統(tǒng)置于恒溫水浴中，恒溫約10min。測量該溶液電導(dǎo)值，每隔2min讀一次數(shù)據(jù)，讀取三次。5、κ∞測量試驗(yàn)測定中,不可能等到t→∞，通常以0.0100mol·L-1CH3COONa溶液電導(dǎo)值κ∞，測量方法與κ0測量相同。第10頁四、試驗(yàn)步驟6、κt測量用移液管吸收10mL0.0200mol·L-1NaOH注入雙電導(dǎo)池A管中；用另一支移液管吸收10mL0.0200mol·L-1CH3COOC2H5溶液注入B管中，塞上橡皮塞，恒溫10min。用洗耳球經(jīng)過B管上口將CH3COOC2H5溶液壓入A管(注意，不要用力過猛)，與NaOH溶液混合。當(dāng)溶液壓入二分之一時，開始統(tǒng)計(jì)反應(yīng)時間。重復(fù)壓幾次，使溶液混合均勻，并馬上開始測量其電導(dǎo)值。每隔2min讀一次數(shù)據(jù)，直至電導(dǎo)數(shù)值改變不大時(普通反應(yīng)時間為45min至1h)，可停頓測量。7、反應(yīng)活化能測定按上述操作步驟測定另一溫度下反應(yīng)速率常數(shù)，用阿侖尼烏斯公式，計(jì)算反應(yīng)活化能。第11頁五、注意事項(xiàng)1、本試驗(yàn)需用電導(dǎo)水，并防止接觸空氣及灰塵雜質(zhì)落入。2、配好NaOH溶液要預(yù)防空氣中CO2氣體進(jìn)入。3、乙酸乙酯溶液和NaOH溶液濃度必須相同。4、乙酸乙酯溶液需暫時配制，配制時動作要快速，以降低揮發(fā)損失。5、小心使用全部玻璃皿和電極，預(yù)防損壞。6、試驗(yàn)溫度要控制準(zhǔn)確。第12頁六、試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與處理1、自行設(shè)計(jì)表格統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。統(tǒng)計(jì)室溫與大氣壓2、依據(jù)試驗(yàn)測定結(jié)果，分別以（κ0-κt）/(κt-κ

)對t作圖，并從直線斜率計(jì)算不一樣溫度下反應(yīng)速率常數(shù)k1，k2。3、依據(jù)公式計(jì)算反應(yīng)活化能E。第13頁七、思索題1、為何本試驗(yàn)要在恒溫條件下進(jìn)行，而且CH3COOC2H5和NaOH溶液在混合前還要預(yù)先恒溫？2、反應(yīng)分子數(shù)和