乙酸乙酯皂化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究

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1、實(shí)驗(yàn)十乙酸乙酯皂化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：1、掌握化學(xué)動(dòng)力學(xué)的某些概念。2、測(cè)定乙酸乙酯皂化反應(yīng)的速度常數(shù)。3、熟悉電導(dǎo)率儀的使用方法。二、預(yù)習(xí)要求：1、了解電導(dǎo)法測(cè)定化學(xué)反應(yīng)速度常數(shù)的原理。2、了解DDS-型電導(dǎo)率儀的使用方法。三、實(shí)驗(yàn)原理：乙酸乙酯皂化反應(yīng)方程式為：CH3COOC2H5＋Na＋＋OH－══CH3COO－＋Na＋＋C2H5OH在反應(yīng)過程中，各物質(zhì)的濃度隨時(shí)間而改變（注：Na＋離子在反應(yīng)前后濃度不變）。若乙酸乙酯的初始濃度為a，氫氧化鈉的初始濃度為b，當(dāng)時(shí)間為t時(shí)，各生成物的濃度均為x，此時(shí)刻的反應(yīng)速度為：(10－1)式中，k為反應(yīng)的

2、速率常數(shù)，將上式積分可得：(10－2)若初始濃度a=b，9－(1)式變?yōu)椋e分得：(10－3)不同時(shí)刻各物質(zhì)的濃度可用化學(xué)分析法測(cè)出，例如分析反應(yīng)中的OH－濃度，也可用物理法測(cè)量溶液的電導(dǎo)而求得。在本實(shí)驗(yàn)中我們采用后一種方法，即用電導(dǎo)法來測(cè)定。電導(dǎo)是導(dǎo)體導(dǎo)電能力的量度，金屬的導(dǎo)電是依靠自由電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的，而電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電是正、負(fù)離子向陽極、陰極遷移的結(jié)果，電導(dǎo)L是電阻R的倒數(shù)。式中A為導(dǎo)體的截面積，l為導(dǎo)體的長(zhǎng)度，Lg稱電導(dǎo)率。它的物理意義是：當(dāng)l=1m，A=1m2時(shí)的電導(dǎo)。對(duì)一種金屬，在一定溫度下，Lg是一定的。對(duì)電解質(zhì)溶液的Lg不僅與溫度有關(guān)，而且與溶液中

3、的離子濃度有關(guān)。在有多種離子存在的溶液中，Lg是各種離子遷移作用的總和，它與溶液中離子的數(shù)目，離子所帶電荷以及離子遷移率有關(guān)。在本實(shí)驗(yàn)中，由于反應(yīng)是在較稀的水溶液中進(jìn)行的，我們可以假定CH3COONa全部電離，反應(yīng)前后溶液中離子數(shù)目和離子所帶電荷不變，但由于CH3COO－的遷移率比OH－的遷移率小，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，OH－不斷減少，CH3COO－的濃度不斷增加，故體系電導(dǎo)率值會(huì)不斷下降，在一定范圍內(nèi)，可以認(rèn)為體系的電導(dǎo)率的減少量和CH3COO－的濃度x增加量成正比，在t=t時(shí)(10－4)式中L0為起始時(shí)的電導(dǎo)率，Lt為t時(shí)的電導(dǎo)率。當(dāng)t=t￥時(shí)反應(yīng)終了CH3COO－的濃度為

4、a，即：(10－5)式中L￥即反應(yīng)終了時(shí)的電導(dǎo)率，K為比例常數(shù)，將（4）、（5）代入（3）式得：或?qū)懗桑?10－6)或(10－7)從直線方程（6）可知，只要測(cè)定了L0、L￥以及一組Lt值后，利用對(duì)t作圖，應(yīng)得一直線，直線的斜率就是反應(yīng)速度和初始濃度a的乘積。k的單位為dm3·mol-1·min-1。反應(yīng)的活化能可根據(jù)阿累尼烏斯公式求算：(10－8)積分得：(10－9)式中k1、k2分別對(duì)應(yīng)于溫度T1、T2的反應(yīng)速率常數(shù)，R為氣體常數(shù)，Ea為反應(yīng)的活化能。四、儀器與藥品：DDS－型電導(dǎo)率儀1臺(tái)電導(dǎo)池1只恒溫槽1套100mL恒溫夾套反應(yīng)器1個(gè)0.5mL移液管1支100mL移

5、液管1支50mL的燒杯1個(gè)50mL滴定管1支250mL錐形瓶3個(gè)秒表1塊吸耳球1只CH3COOC2H5試劑（分析純）NaOH（分析純）酚酞指示劑溶液五、實(shí)驗(yàn)步驟：1、打開恒溫槽使其恒溫在25℃±0.2℃。2、打開電導(dǎo)率儀。根據(jù)附錄“電導(dǎo)率儀的使用”對(duì)電導(dǎo)率儀進(jìn)行0點(diǎn)及滿刻度校正。并認(rèn)真檢查所用電導(dǎo)電極的常數(shù)，并用旋鈕調(diào)至所需的位置。3、NaOH溶液的配制：（室溫下）用一個(gè)小燒杯配制少量的濃NaOH溶液，在1000ml的廣口瓶裝入約900ml的蒸溜水，將所選用實(shí)驗(yàn)儀器的測(cè)量電極插入水中，（1）如果選用電導(dǎo)率儀測(cè)量，電磁攪拌條件下，逐滴加入濃濃NaOH溶液到L=1300～14

6、00μS/cm（2）如果選用離子分析儀測(cè)量，電磁攪拌條件下，逐滴加入濃濃NaOH溶液到PH=12.00左右。4、NaOH溶液的滴定：（室溫下）將配制好的NaOH溶液用人工手動(dòng)滴定管和酚酞指示劑在室溫下進(jìn)行濃度測(cè)定，重復(fù)三次以上，取平均值。5、L（或PH）的測(cè)定：（冬天25.00℃或夏天30.00℃）取100ml配制且滴定好的NaOH溶液置于恒溫夾套反應(yīng)器中，插入洗凈且吸干水的測(cè)量電極，恒溫10分鐘，等電導(dǎo)儀上的讀數(shù)穩(wěn)定后，每隔1分鐘讀取一次數(shù)據(jù)，測(cè)定三個(gè)平行的數(shù)據(jù)。6、L（或PH）的測(cè)定：（冬天25.00℃或夏天30.00℃）完成L（或PH）的測(cè)定后，使用小容量的移液管移

7、取所需用量的乙酸乙酯，穿過大口玻璃套，將乙酸乙酯全部放入溶液中，不要遺留在玻璃套的內(nèi)壁上，以免濃度不準(zhǔn)。放到一半時(shí)打開秒表計(jì)時(shí)，讀數(shù)平穩(wěn)變化后，盡快測(cè)量第一組數(shù)據(jù)，以后每隔1分鐘讀一次數(shù)，15分鐘后每隔2分鐘讀一次數(shù)，進(jìn)行到35分鐘后結(jié)束。7、根據(jù)需要進(jìn)行其他測(cè)量8、按步驟5、6和7在第二個(gè)溫度下進(jìn)行測(cè)量。（冬天30.00℃或夏天35.00℃）六、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：1、NaOH溶液和乙酸乙酯混合前應(yīng)預(yù)先恒溫。2、清洗鉑電極時(shí)不可用濾紙擦拭電極上的鉑黑。七、數(shù)據(jù)記錄及處理：1、NaOH溶液的滴定數(shù)據(jù)：滴定實(shí)驗(yàn)編號(hào)123鄰苯二甲酸氫鉀