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电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数

电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数. 新乡学院化学与化工学院. 物理化学教研室. 目的要求. 一、用电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数，了解反应活化能的测法。 二、了解二级反应的特点，学会用图解计算法求取二级反应的速率常数。 三、掌握电导率仪的使用方法。. 基本原理. CH 3 COOC 2 H 5 +Na + +OH -  CH 3 COO - +Na + +C 2 H 5 OH.

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电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数

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  1. 电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数 新乡学院化学与化工学院 物理化学教研室

  2. 目的要求 • 一、用电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数，了解反应活化能的测法。 • 二、了解二级反应的特点，学会用图解计算法求取二级反应的速率常数。 • 三、掌握电导率仪的使用方法。

  3. 基本原理 CH3COOC2H5+Na++OH-CH3COO-+Na++C2H5OH 为了方便起见，在设计实验时将反应物CH3COOC2H5和NaOH采用相同的浓度c作为起始浓度。当反应时间为t时，反应所生成的CH3COO-和C2H5OH的浓度为x，那么CH3COOC2H5和NaOH的浓度则为(c-x)。

  4. CH3COOC2H5+NaOH  CH3COONa+C2H5OH t=0 c c 0 0 t=t c-x c-x x x t∞ 0 0 c c 二级反应的速率方程可表示为：dx/dt=k(c-x)(c-x) 积分得：kt=x/c(c-x) t=t时， x=(G0-Gt) t=∞时，c=(G0-G∞) 应得一直线，由斜率即可求出反应速率常数k值，k的单位是min-1mol-1dm3.

  5. 仪器与试剂 • 电导率仪 一套 恒温水浴 一套 • 叉形电导池 2只 移液管（10mL） 2支 • 烧杯（50 ml） 一只 容量瓶（100 mL） 1个 • 称量瓶（25mm23mm） 一只 停表 一只 • 乙酸乙酯（分析纯） 氢氧化钠（0.0200mol/L）

  6. DDS-307型电导率仪 DDS—307型电导率仪

  7. 电导率仪的使用方法 • 1.接通电源，预热30min后，进行校准。 将“选择”开关指向“检查”，“常数”补偿开关指向“1”刻度线，“温度”补偿调节旋钮指向“25”刻度线，调节“校准”调节旋钮，使仪器显示100.0uS/cm，校准完毕。 • 2.标定： 用25℃，0.02mol/lKCL溶液。查附录，其=2765us/cm。 • 将“选择”开关指向“IV”，待仪器的读数稳定后，调节“常数”补偿开关，使显示值与标准浓度的电导率值一致。最后“选择”开关指向“检查”。 • 显示值为92.6uS/cm，则该电极常数为0.926cm-1。 • 显示值为102.2uS/cm，则该电极常数为1.022cm-1。

  8. 实验步骤 • 1.恒温槽调节及溶液的配制 调节恒温槽温度为298.2K。 配制0.0200mol/L的乙酸乙酯溶液100mL.分别取10mL蒸馏水和10mL0.0200mol/L NaOH的溶液，加到洁净、干燥的叉形电导池中充分混合均匀，置于恒温槽中恒温10min.

  9. 2. G0、G∞的测定 用电导率测定上述已恒温的溶液的电导值G0。 实验测定中，不可能等到t∞，且反应也并不完全不可逆，所以通常以0.0100mol/L的CH3COONa溶液的电导值作为G∞，测量方法同G0。必须注意，每次更换电导池中的溶液时，都要先用电导水淋洗电极和电导池，接着再用被测溶液淋洗2到3次。

  10. 3. Gt的测定 在另一支叉形电导池直支管中加入0.0200mol/L的乙酸乙酯溶液10mL，侧支管中加入0.0200mol/L的NaOH溶液10mL，并把洗净的电导电极插入直支管中。在恒温情况下，混合两溶液，同时开启停表，记录反应时间，并在恒温槽中将叉形电导池中溶液混合均匀。 当反应进行6min时测电导一次，并在9min、12min、15min、20min、30min、35min、40min、50min、60min时各测电导一次，记录电导值和时间t。

  11. 4.调节恒温槽温度为308.2K，重复上述步骤测定其G0、G∞、Gt，但在测定Gt时是按反应进行4min、6min、8min、10min、12min、15min、18min、21min、24min、27min、30min时测其电导。4.调节恒温槽温度为308.2K，重复上述步骤测定其G0、G∞、Gt，但在测定Gt时是按反应进行4min、6min、8min、10min、12min、15min、18min、21min、24min、27min、30min时测其电导。

  12. 数据处理 • 一、根据测定数据，以 对t作图，应得一直线，由斜率即可求出反应速率常数k值。 • 二、由298.2K、308.2K所求得的k（298.2K）、k（308.2K），利用ln[k2/k1]=Ea/R×[(T2-T1)/T1T2]求出反应活化能Ea。

  13. 实验注意事项 • 1.本实验所用的蒸馏水须事先煮沸，待冷却后使用，以免溶有的CO2致使溶液浓度发生变化。 • 2.配好的NaOH溶液需装配碱石灰吸收管，以防空气中CO2的进入瓶中改变溶液浓度。 • 3.测定298.2K、308.2K的G0时，溶液均需临时配制。 • 4.所用NaOH溶液和CH3COOC2H5溶液浓度必须相等。

  14. 5. CH3COOC2H5溶液须使用时临时配制，因为该稀溶液会缓慢水解CH3COOC2H5+H2O CH3COOH+C2H5OH，影响CH3COOC2H5的浓度，且水解产物CH3COOH又会部分消耗NaOH。在配制溶液时，因CH3COOC2H5易挥发，称量时可预先在称量瓶中放入少量已煮沸过的蒸馏水，且动作要迅速。

  15. 6.为使NaOH溶液与CH3COOC2H5溶液确保混合均匀，需使该两溶液在叉形管中多次来回往复。6.为使NaOH溶液与CH3COOC2H5溶液确保混合均匀，需使该两溶液在叉形管中多次来回往复。 • 7. 每次更换电导池中的溶液时，都要先用电导水淋洗电极和电导池，接着再用被测溶液淋洗2到3次。不可用纸拭擦电导电极上的铂黑。

  16. 讨论 • 乙酸乙酯皂化反应系吸热反应，混合后体系温度降低，所以在混合后的起始几分钟内所测溶液的电导偏低，因此最好在反应后开始，否则，由 对t作图得到的是一抛物线，而不是直线。

  17. 思考题 • 1.如果NaOH溶液与CH3COOC2H5溶液起始浓度不等，试问应怎样计算k值？ • 2.如果NaOH溶液与CH3COOC2H5溶液为浓溶液，能否用此法求k值？ • 3.乙酸乙酯皂化反应系吸热反应，试问在实验过程中如何处置这一影响而是实验得到较好结果？

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