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1、实验报告：乙酸乙酯皂化反应动力学一. 实验目的1了解二级反应的特点。2用电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数。3.由不同温度下的反应速率常数求反应的活化能。二. 实验原理乙酸乙酯皂化反应方程式为：CH3COOC2H5 + Na+OH- =CH3COO- +Na+C2H5OH在反应过程中，各物质的浓度随时间而改变(注：Na +离子在反应前后浓 度不变)。若乙酸乙酯的初始浓度为a，氢氧化钠的初始浓度为b，当时间为t 时，各生成物的浓度均为x，此时刻的反应速度为：dx=ka - x)(b - x)dtk为反应的速率常数，当a = b时，上式为：dx=k (a x )2dt反应开始时t=0,反应物浓度
2、为a，积分上式得：xkt =a (a - x)改变实验温度，求得不同温度下的k值：.EIn k = 一一a + cRT若求得热力学温度T1,、T2,时的反应速率常数k1,、k2，可得：令k、k和k分别为0、t和8时刻的电导率，则：0 t gt=0 时，k = Aa0 1t=t 时，k = A(a - x) + A? xt12t=8 时， = A2a乂2联立以上式子，整理得：K -Kka0 r +Kt8三仪器与试剂恒温槽、电导率仪、电导电极、叉形电导池、秒表、滴定管（碱式）、移 液管10ml 25ml、容量瓶100ml 50ml、磨口塞锥形瓶100ml、NaOH溶液 （约 0.04 moldm-
3、3）、乙酸乙酯（A.R.）。四实验步骤1实验装置如图C19.1所示，叉形电导池如图C19.2所示，将叉形电导池洗净 烘干，调节恒温槽至25工。2配制100ml浓度约0.02 moldm-3的乙酸乙酯水溶液：乙酸乙酯的相对分子 质量为88.12，配制100ml浓度0.02 moldm-3的乙酸乙酯水溶液需要乙酸乙 酯0.1762g。在洁净的100ml容量瓶中加入少量去离子水，使用0.0001g精 度的天平，通过称量加入乙酸乙酯0.1762g左右。加入去离子水至刻度，根据 加入的乙酸乙酯的质量，计算乙酸乙酯溶液的精确浓度。注意在滴加乙酸乙酯 之前，应在容量瓶中加入少量去离子水，以免乙酸乙酯滴加在空
4、瓶中容易挥 发，称量不准。在滴加乙酸乙酯时尽量使用细小的滴管，使加入的乙酸乙酯的 质量尽量接近0.1762g，但小于0.1762g为宜。滴加乙酸乙酯时不要滴加在瓶 壁上，要完全滴加到溶液中。3配制100ml与上面所配乙酸乙酯溶液浓度相同的NaOH水溶液：根据实验 室所提供NaOH溶液的精确浓度，计算所需该NaOH溶液的体积，用滴定管 将所需该NaOH溶液加入到洁净的100ml容量瓶中，用去离子水稀释至刻 度。4 k的测量：用移液管取与乙酸乙酯浓度相同的NaOH溶液25.00ml，加入到 0洁净的50ml容量瓶中，用去离子水稀释至刻度，用于测量k。取此溶液一部0分放入到洁净干燥的叉形电导池直支管
5、中，用部分溶液淋洗电导电极，将电导 电极放入到叉形电导池直支管中，溶液应能将铂电极完全淹没。将叉形电导池 放入到恒温槽中恒温。10min以后，读取记录电导率值。保留此叉形电导池中 的溶液（加塞），用于后面35C时测量k。05 k的测量：用移液管取所配制的乙酸乙酯溶液10ml，加入到洁净干燥的叉形 亠t电导池直支管中，取浓度相同的NaOH溶液10ml，加入到同一叉形电导池侧 支管中，注意此时两种溶液不要互相污染。将洁净的电导电极放入到叉形电导 池直支管中，将叉形电导池放入到恒温槽中恒温。10min以后，在恒温槽中将 两支管中的溶液混和均匀，溶液应能将铂电极完全淹没，混和溶液的同时启动 秒表开始计
6、时，注意秒表一经启动，中间不要暂停。在第3min时读取溶液电 导率值，以后每隔3min读取一次电导率值，测量持续30min。6调节恒温槽至35C。7测量35C时k :在放入电导电极到叉形电导池时，注意电导电极的洁净，可 0以用待测溶液淋洗电导电极。8参照步骤5）测量35C时k。t9测量完毕，洗净玻璃仪器，将电极用去离子水洗净，浸入去离子水中保存。五. 数据记录和处理1测量数据：初始浓度 a=9.9410e-3mol/Lt/mi25C25C (K0-Kt) t-35C35C (K0-Kt) tnK/us1/us min-1Kt/us1/us min-10187.8190.43170.55.767
7、153.412.3336159.24.767136.49.0009150.24.178123.97.38912141.83.833115.66.23315134.43.560109.15.42018128.03.322104.14.79421123.13.081100.54.28124118.32.89697.63.86727114.62.71195.73.50730111.42.54793.33.23733108.22.41291.62.9942.当 T=298.15K 时：25 Kt/us200180 -. 160 .三 C- - I 7 CN 140-*120-*100 I|I|I|I|
8、I|I|I|I|I-505101520253035t/min当 T2=308.15K 时：200 -,180 -160 -140 -120 -100 -+-5803.当 T1=298.15K 时:35 Kt/us5101520253035t/min25% Kt/us180170 -160 -150 -140 -130 -120 -110 -Linear Fit of 25兮 Kt/us100 2.02.53.03.54.04.55.05.56.025% (KO-Kt)nt-l/usnmin-11/( a*k) =19.768 , k=5.089L/(min*mol)当 T2=308.15K 时
9、1/( a*k) =6.852 , k2=14.681L/(min*mol)4.当 T1=298.15K 时 k1=5.089L/(min*mol)当 T2=308.15K 时 k2=14.681L/(min*mol)Ea=80.97kJ/mol六. 误差分析可查常温下乙酸乙酯皂化反应的活化能为Ea=47.3kJ/mol，与实际测算的a结果相差较大，及分析可能有以下几种原因造成：1并没有如预想的保持恒温。2.NaOH溶液暴露空气中的时间较长，与空气中的CO2反应。使浓度降低。3配置的溶液的浓度并不是完全相等而导致反应速率常数计算公式变化，但仍 按原公式计算而产生误差。七. 思考题1在本实验中，
10、使用DDSJ-308型电导率仪测量溶液的电导率，可以不进行电 极常数的校正，为什么？答：因为本实验中，计算k值和Ea值时所需的数据都是等时间间距下测量的电 导率值的拟合直线斜率，它只与等时间间距下电导率的差值有关。不进行常数 校正，在等时间间距下测量的电导率数据都有着相同的系统误差，而不会改变 不同时间下电导率数据的差值。故不必校正。2为什么溶液浓度要足够小？答：溶液浓度越高，反应越快，则数据的测量不易把握，会影响测量数据的 精确度。乙酸乙酯是易挥发物质，浓度高会加快挥发，使实验测量的数据不准 确。3利用反应物、产物的某物理性质间接测量浓度进行动力学研究，应满足哪些 条件？答：易于测量，并能用数据表示。该性质在一定环境条件下是稳定的。该物理性质和反应物、产物的浓度之间有一个明确的推导公式。
