电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数
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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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Presentation Transcript


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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


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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。


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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)。


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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.


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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)


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DDS-307型电导率仪

DDS—307型电导率仪


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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。


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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.


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  • 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。


3 g t

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。


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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。


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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。


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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。


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  • 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。


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  • 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。


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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。


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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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