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1、吉首大学 化学实验教学中心Experimental Chemistry Center of Jishou University实验八十二电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数 主讲教师：杨朝霞单位：吉首大学化学化工学院化学动力学是研究化学反应过程的速 率和反应机理的物理化学分支学科。经 典的研究手段是从化学动力学原始实验 数据浓度与时间的关系出发，经过分 析获得某些反应动力学参数反应速率 常数、活化能、指前因子等。本实验通 过测定乙酸乙酯皂化反应速率常数及反 应活化能，从而掌握化学动力学研究的 基本手段。引 言实验七十 电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数 预习提问1、简述电导法测定乙酸乙酯皂化
2、反应的速率常数的实验原理。2、书上要测的是溶液的电导值，而我们测定的是溶液的电导率值，对结果有无影响？ 3、实验中，初始浓度过大或过小，对实验有何影响？4、可否将NaOH溶液稀释一倍后测得的电导率值作为皂化反应的初始电导率？为什么？5、如何测得乙酸乙酯皂化反应的活化能？（1）了解二级反应的特点，学会用图解法求取二级反应速率常数。（2）用电导法测定乙酸乙酯反应速率常数，了解反应活化能的测定方法。一、实验目的二、实验原理乙酸乙酯皂化反应：CH3COOC2H5 NaOH CH3COONa C2H5OHt = 0: c c 0 0 t = t: c-x c-x x x t : 0 0 c c反应速率方
3、程为 积分得：只要测出反应进程中t时的x值，再将c代入上式，就可以算出反应速率常数k值。二、实验原理要测定不同温度时反应物的浓度随时间的变化，可 以测定反应系统的与反应物或者生成物的浓度有较简单 关系(线性、正比、反比等)的某些物理性质随时间的变 化。最常用的有电导、电动势、旋光度、吸光度、折光 率、蒸气压或体积等。设定反应在稀的水溶液中进行的，可以假定CH3COONa 全部电离。溶液中参与导电的离子有Na、OH和CH3COO 等 ，Na在反应前后浓度不变，OH的迁移率比CH3COO 的迁移率大得多。用电导仪测定溶液的电导率值随时间的变化关系，可以监测反应的进程，进而求算反应的速 率常数。二、
4、实验原理设定0为初始电导率值，t为t时刻溶液的电导率 值，为反应完全溶液的电导率值 t = 0时 0 = 1ct 时 = 2ct = t时： t = 1(c-x)+2x将x及c与电导率的关系式代入速率方程积分式 可得：只要测定了0、以及一组相应于t时t值，以 对t作图，可得一直线，由直线的斜率即可求得反应速 率常数k值，k的单位为min-1mol-1L。二、实验原理根据阿仑尼乌斯(Arrhenius)公式k1，k2分别为温度T1，T2时测得的反应速率常数，R是摩尔气体常数，Ea为反应活化能。如果测定两个不同温度下的反应速度常数，就得从式中求算出反应活化能。 三、实验仪器与试剂恒温槽 1台 数字
5、式电导仪 1台 双管电导池 1个 停表 1支 移液管(10mL) 3个 容量瓶(100mL) 1个 NaOH（分析纯） CH3COONa（分析纯） CH3COOC2H5（分析纯） 四、实验步骤1、启用恒温槽，调节至实验所需温度 2、分别配制0.0200molL-1NaOH 0.0100molL-1CH3COONa和0.0200molL-1CH3COOCOOC2H5各50ml。3、调节电导率仪 4、溶液起始电导率0的测定将双管电导池洗净烘于，加入适量0.0100mo1L-1NaOH溶液(估计能浸没铂黑片并超出1cm)。将铂黑电极取出，用相同浓度的Na0H溶液淋洗电极 ，然后插入电导池中。将整个系
6、统置于恒温水浴中，恒温约10min。测量该溶液的电导值，每隔2min读一次数据，读取三次。 5、的测量实验测定中,不可能等到t，通常以0.0100molL-1CH3COONa溶液 的电导值，测量方法与0的测量相同。四、实验步骤6、t的测量用移液管吸取10mL0.0200molL-1 NaOH注入双电导池A管中；用另一支移液管吸取10mL0.0200molL-1CH3COOC2H5溶液注入B管中，塞上橡皮塞，恒温10min。用洗耳球通过B管上口将CH3COOC2H5溶液压入A管(注意，不要用力过猛)，与NaOH溶液混合。当溶液压入一半时，开始记录反应时间。反复压几次，使溶液混合均匀，并立即开始测
7、量其电导值。每隔2min读一次数据，直至电导数值变化不大时(一般反应时间为45min至1h)，可停止测量。7、反应活化能的测定按上述操作步骤测定另一温度下的反应速率常数，用阿仑尼乌斯公式，计算反应活化能。五、注意事项1、本实验需用电导水，并避免接触空气及灰尘杂质落入。2、配好的NaOH溶液要防止空气中的CO2气体进入。3、乙酸乙酯溶液和NaOH溶液浓度必须相同。4、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。5、小心使用所有玻璃皿和电极，防止损坏。6、实验温度要控制准确。六、实验数据记录与处理1、自行设计表格记录实验数据。记录室温与大气压2、根据实验测定结果，分别以（0-t）/(t-)对t作图，并从直线斜率计算不同温度下的反应速率常数k1，k2。3、根据公式 计算反应的活化能E。七、思考题1、为何本实验要在恒温条件下进行，而且CH3COOC2H5和NaOH溶液在混合前还要预先恒温？2、反应分子数和反应级数是两个完全不同的概念，反应级数只能通过实验来确定。试问如何从实验结果来验证乙酸乙酯皂化反应为二级反应？3、乙酸乙酯皂化反应为吸热反应，试问在实验过程中如何处置这一影响而使实验得到较好结果？4、如果NaOH和CH3COOC2H5溶液为浓溶液时，能否用此法求k值，为什么?
