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1、河 北 科 技 大 学 教 案 用 纸实验16 乙酸乙酯皂化反应速率常数及活化能的测定一、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速率常数。3. 掌握DDS11C型电导率仪的使用方法。二、实验原理 乙酸乙酯皂化反应：CH3COOC2H5Na+OH CH3COO Na+C2H5OH它是二级反应，其速率方程式可表示为： 式中： x为时间t时产物的浓度，a、b分别为乙酸乙酯、氢氧化钠的初始浓度，k为反应的速率常数。若A和B两物质初始浓度相同，即a=b，积分得： 以对 t作图，若所得为一条直线，则证明是二级反应，并可以从直线的斜率求出
2、k 。乙酸乙酯皂化反应中，导电离子有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逐渐被电导能力弱的CH3COO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（或产物）浓度随时间变化的目的。因此，对乙酸乙酯反应来说，反应物与产物只有NaOH与NaAc是强电解质，若在稀溶液反应，则有：初始时溶液的电导率 t=(反应完毕)时溶液的电导率 时间t时溶液的总电导率 B1 、B2是与温度、电解质性质、溶剂等因素有关的比例常数；为；为；为
3、。由此三式可得： 将其代入上面速率方程式得： 重新排列得： 因此，通过实验测定不同时间溶液的电导率和起始溶液的电导率，然后以对作图为一直线即为二级反应，由直线的斜率即可求出反应速率常数k，再由两个不同温度下测得的速度常数k(T1)、k(T2)，求出该反应的活化能。不同温度下的速率常数k (T1)和k (T2)，按阿仑尼乌斯公式可以计算出该反应的活化能Ea： 三、实验步骤1. 恒温水浴的调节本实验测定两个温度下的速率常数，恒温水浴的温度分别调节至（25.00.2） 、（35.00.2）。调温操作在温度控制器面板上，升温过程需注意温控器显示温度与水浴槽中温度计显示温度的差异，应以温度计读数为准。2
4、. 电导率仪的调节电导率仪的校正：首先打开电导率仪电源开关，使其预热5min左右，将电极插入蒸馏水中，将温度旋钮旋至室温读数，并检查常数旋钮刻线是否与该电极的电导池常数一致，旋转量程选择档至103档，将测量/校正按键按至校正一端，旋转调整旋钮，使指针指向满刻度处。电导率的测定：校正后，将电极从蒸馏水中取出，用滤纸吸干电极外表的水，将电极插入已经恒温好的溶液中，检查电极极板全部没入溶液中，将测量/校正按键按至测量一端，待指针稳定，读取数据。3. 溶液起始电导率的测定用移液管吸取25m1 0.02mol/dm3氢氧化钠溶液移入一洁净、干燥的锥形瓶中，移取25m1电导水稀释一倍，（稀释原因？）盖上胶
5、皮塞（防止空气中的CO2溶入溶液改变NaOH浓度），混合均匀，置于恒温水浴中恒温10min。 将电导电极用蒸馏水洗净，用滤纸吸干表面水滴，然后插入已恒温的NaOH稀溶液中，测定其电导率，测后的溶液盖上胶皮塞留作后面使用。4. 溶液的测定另取两个锥形瓶，用移液管分别吸取25ml 0.02mol/dm3的Na0H溶液和25ml 0.02mol/ dm3的乙酸乙酯溶液分别移入瓶中，盖好胶塞，放入恒温水浴中恒温10min。然后迅速将乙酸乙酯溶液倒入盛有氢氧化钠溶液的锥形瓶中，（可否将氢氧化钠溶液倒入乙酸乙酯溶液的锥形瓶中？）在恒温条件下混合并摇匀溶液，同时开始记时（此时注意盖好胶皮塞，以防空气中的CO
6、2溶入溶液对反应产生干扰），之后把已经校正、洗干净的电导电极插入到溶液中，当反应进行6min时测电导率一次，并在8min、10min、12min、14min、16min、18min、20min、22min、24min、26min、28min、30min时各测电导率一次，记录电导率及时间t。5. 另一温度下和的测定调节恒温槽的温度为（35.00.2），用第3步留下的溶液测定，然后另配溶液按步骤4测定。但在测定时是按反应进行到4min、6min、8min、10min、12min、14min、16min、18min、20min、22min、24min、26min、28min、30min时测其电导率。
7、实验结束后，将电导电极用蒸馏水洗净，插入装有蒸馏水的锥形瓶中保存，同时将用过的锥形瓶用蒸馏水洗净，倒扣在桌面上。四、实验注意事项：1恒温温度以水浴槽中温度计读数为准；2. 用滤纸吸干电极外表的水份时，注意不要将滤纸插入电导池的金属极板之间，以防损伤极板。3. 将电极插入溶液中测定前一定检查电极极板要全部没入溶液中，否则会影响电导率数值。4. 读取溶液电导率时，需注意电导率数值与反应时间一一对应好。5. 测定两个温度下的电导率时，溶液可重复使用，溶液必须重新配制。五、数据记录与处理 1第一个温度下的速率常数的测定溶液中NaOH浓度_0.01_mo1/dm3； 乙酸乙酯浓度_0.01_ mol/
8、dm3；反应温度_25.0_C； _0.243_Sm-1。表16.1 记录数据表t/min / Sm-1 （）/ Sm-1 （）t-1/ Sm-1min-160.2030.0400.0066780.1940.0490.00613100.1850.0580.00580120.1790.0640.00533140.1750.0680.00486160.1700.0730.00456180.1660.0770.00428200.1620.0810.00405220.1590.0840.00382240.1560.0870.00363260.1520.0910.00350280.1490.0940.0
9、0336300.1460.0970.00323(0-t)t-1 /(Sm-1 min-1)t/(Sm-1)则速率常数 2第二个温度下的速率常数的测定 溶液中NaOH浓度_0.01_mo1/dm3； 乙酸乙酯浓度_0.01_ mol/ dm3；反应温度_35.0_C； _0.281_Sm-1。表16.2 记录数据表t/min / Sm-1 （）/ Sm-1 （）t-1/ Sm-1min-140.2320.0490.0122560.220.0610.0101780.2100.0710.00888100.2010.0800.00800120.1940.0870.00725140.1880.0930.
10、00664160.1830.0980.00613180.1790.1020.00567200.1760.1050.00525220.1730.1080.00491240.1700.1110.00463260.1690.1120.00431280.1670.1140.00407300.1650.1160.00387t/(Sm-1)(0-t)t-1 /(Sm-1 min-1)则速率常数 3计算乙酸乙酯皂化反应的活化能Ea六、思考题(1) 如果乙酸乙酯与氢氧化钠起始浓度不同，应如何计算值?CH3COOC2H5 NaOH CH3COO Na C2H5OHt = 0 a b 0 0t = t a-x b
11、-x x x其速率方程式可表示为： 当ab，积分，积分式： 以对 t作图，从直线的斜率求出k。 (2) 如果乙酸乙酯和氢氧化钠溶液为浓溶液，能否用此法求值?不能.因为只有在稀溶液中电导率与浓度呈线性关系。中小企业和大企业，这些大大小小经济细胞的多样性和互补性，形成了经济生活中丰富多彩的“生态平衡”。作为以适应环境而生存、自保甚至做强做大作为理由的企业，面对这局面惟一办法就是转型“健身”找出路。of rural drinking water sources, protection of drinking water sources in rural areas by the end of the delimitation of the scope of protection, complete with warning signs, isolating network protection facilities第 5 页
