电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数实验报告 冯悦

参考文献
【1】傅献彩等. 新编物理化学(第五版)[M]. 高等教育出版社: 2008. 【2】汪永涛, 张文清, 侯若冰等. 联机电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数[J]. 广西师范大学学报, 2001, 19(3)
引言乙酸乙酯皂化反应动力学参数的测定是一个经典的二级反应动力学实验利用溶液中ch3coo的迁移率比oh的迁移率小随着反应的进行oh不断减少ch3coo的浓度不断增加故体系电导率值会不断下降在一定范围内可以认为体系的电导率的减少量和ch3coo的浓度x增加量成正比因此可确定反应物与生成物的浓度关系从而确定反应速率常数k并求得活化能
Key words:Conductivity Method; Conductivity Meter; Saponification; Ethyl Acetate.
引言
乙酸乙酯皂化反应动力学参数的测定是一个经典的二级反应动力学实验，利用溶液中 CH3COO－的迁移率比 OH－的迁移率小，随着反应的进行，OH－不断减少，CH3COO－的浓度 不断增加，故体系电导率值会不断下降，在一定范围内，可以认为体系的电导率的减少量 和 CH3COO－的浓度 x 增加量成正比，因此可确定反应物与生成物的浓度关系，从而确定反 应速率常数 k，并求得活化能。
所以，30℃时的理论速率常数
实验测定值与理论值比较的相对误差：
ln
3.又
k 2 Ea 1 1 ( ) k1 R T1 T2 ，将理论值 、 代入，得：
活化能理论值 Ea=47.55KJ/mol 实验测定值与理论值比较的相对误差： 3.2 误差分析 根据以上分析，上述两组实验数据直线拟合的都非常好，但 值要偏小，且相对误差较大，主要原因可能有: ①温度不够恒定。温度对反应速率 k 受温度的影响很大，实验所使用的恒温槽的恒温 效果不是很好，在测定的过程中温度会有± 0.2℃的飘动，造成实验测定数值产生误差； ②配制好的 NaOH 溶液也会吸收空气中 CO2，虽对 NaOH 溶液的准确浓度事先进行了标 定，而实验时被测的却是电导率，OH—与〖CO_3〗^(2-)两离子的电导数值差别又很大， 结果会使测定后期的数据偏差逐渐增大；
k 2 Ea 1 1 ( ) k1 R T1 T2
因此只要测出两个不同温度对应的速率常数，就可以算出反应的表观活化能。 1.2 实验原料和仪器 DDS－型电导率仪 恒温槽 0.2mL 移液管 50mL 的烧杯 250mL 锥形瓶 CH3COOC2H5 试剂（分析纯） NaOH（分析纯） 1.3 实验方法 1、打开恒温槽使其恒温在 30℃±0.2℃。 2、打开电导率仪。根据附录“电导率仪的使用”对电导率仪进行 0 点及满刻度校正(c 此步骤已由老师完成)。并认真检查所用电导电极的常数，并调至所需的数值。 酚酞指示剂溶液 1台 1套 1支 1个 3个 电导池 100mL 恒温夹套反应器 100mL 移液管 50mL 滴定管 吸耳球 1只 1个 1支 1支 1只
∞ 分别为
0、t 和∞时刻的电导率，则：
– =k（ -Lt） k 为比例常数 = k（ ∞）
联立以上式子，整理得： =
∞
可见，即已知起始浓度 ，在恒温条件下，测得 和 Lt，并以 得一直线，则直线斜率 m= 1.1.2 活化能的测定原理： k，从而求得此温度下的反应速率常数 k。
对 Lt 作图，可
ln
Intercept Error 0.13975
Slope Value 0.03219
，所以 = =
Slope Error 1.37621E-4
Statistics Adj.R-Square 0.99945
由图知，斜率 m=0.03219 T=30℃时，以
=6.017 L/(mol·min)
对 Lt 作图，得：
关键词：电导法 电导率仪 皂化反应 乙酸乙酯
Determination of the Rate Constant of Saponification of Ethyl Acetate with Conductivity Method
Fengyue PB12206206
(College of Chemistry and Materials Science,University of Science and Technology of China,Hefei Anhui,china)
冯悦 PB12206206

速率方程式
dc kc 2 dt ，积分并整理得速率常数 k 的表达式为：
1 c ct k 0 t c0c t
假定此反应在稀溶液中进行，且 CH3COONa 全部电离。则参加导电离子有 Na＋、OH－、 CH3COO－,而 Na＋反应前后不变，OH－的迁移率远远大于 CH3COO－，随着反应的进行，OH － 不断减小，CH3COO－不断增加，所以体系的电导率不断下降，且体系电导率（Lg）的下 降和产物 CH3COO－的浓度成正比。 令 、Lt 和 t=t 时， t→∞时，
(L0-Lt)/t fitting of (L0-Lt)/t
30
24
(L0-Lt)/t
18 800
1000
1200
Lt
Intercept Value B -21.34566
Intercept Error 0.18027
Slope Value 0.04136
Slope Error Adj. 1.80842E-4
2014 年 10 月 17 日
电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数
冯悦 PB12206206
电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数
冯悦
（中国科学技术大学
PB12206206
化学与材料科学学院 安徽合肥）
摘要：本实验主要学习用电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数的原理和方法以及活化能的测定方法，
并了解 DDS-型电导率仪的使用方法。
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电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数
冯悦 PB12206206
3、NaOH 溶液的配制：（室温下） 用一个小烧杯配制少量的浓 NaOH 溶液，在 1000ml 的广口瓶装入约 900ml 的蒸溜水， 将电导率仪的测量电极插入水中，在电磁搅拌条件下，逐滴加入浓 NaOH 溶液 L=1300～ 1400μS/cm 4、NaOH 溶液的滴定：（室温下） 将配制好的 NaOH 溶液用人工手动滴定管和酚酞指示剂在室温下进行浓度测定，重 复三次以上，取平均值。 5、 的测定： 取 100ml 配制且滴定好的 NaOH 溶液置于恒温夹套反应器中，插入洗净且吸干水的 测量电极，恒温 10 分钟，等电导仪上的读数稳定后，每隔 1 分钟读取一次数据，测定 三个平行的数据。 6、 的测定： 完成 的测定后，使用小容量的移液管移取所需用量的乙酸乙酯，穿过大口玻璃套， 将乙酸乙酯全部放入溶液中，不要遗留在玻璃套的内壁上，以免浓度不准。放到一半时 按下 Read 按钮开始计时，读数平稳变化后，测量 35min，保存数据。 8、按步骤 5、6 在 35℃下进行测量。
，
％
的测量值均比理论
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电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数
冯悦 PB12206206③实验测定速率常数与活化能的前提是反应物乙酸乙酯与 NaOH 起始浓度相同，由于反 应物浓度很低（C_0=5.125×〖10〗^(-3)mol•dm-3），因此，很难把两种溶液的浓度配 制得恰好相等，所以，实验测定时很可能反应物浓度时不相等的，因此，会对实验测定 结果造成很大的影响。 3.3 心得体会 1.实验中取乙酸乙酯量为 0.05ml，量非常少且为分析纯溶液，移取时的相对误差也就 会变大，所以我认为可以先将乙酸乙酯纯溶液稀释，在按一定比例移取。 2.实验过程中发现恒温水浴槽在 25 度的时候不温。一直高于 25 度。恒温水浴槽升温 容易，降温不容易，要将水放出后重加水才能比较好降温。同样的像是超声，温度快到 40℃ 时也要放水降温。
Statistics R-Square 0.99945
2014 年 10 月 17 日
电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数
冯悦 PB12206206
由图知，斜率 m=0.04136 2.3 活化能的求解
，所以 = =
=7.731 L/(mol·min)
ln
由公式 得：
k 2 Ea 1 1 ( ) k1 R T1 T2 知，代入上面求得的 （ T1=25.55℃）、 （ T2=30.00℃），
2.数据处理
2.1NaOH 溶液的滴定： 滴定实验编号 1 2 3 邻苯二甲酸氢钾质量 g 0.0305 0.0320 0.0342 NaOH 溶液用量 ml 28.03 29.21 31.30 NaOH 溶液浓度 mol·dm－3 NaOH 溶液浓度均值 mol·dm－3 （由于第一组溶液在滴定时有一点失误，数据有所偏差，故舍弃第一组数据） 因为反应物 NaOH 和乙酸乙酯浓度相等，故可计算出需乙酸乙酯的量为 0.0524ml。 2.2 速率常数的测量
1.实验部分
1.1 实验原理 1.1.1 速率常数的测定 乙酸乙酯皂化反应时典型的二级反应，其反应式为： CH3COOC2H5＋NaOH = CH3OONa＋C2H5OH t=0 t=t t=∞ Ct 0 Ct 0 0 - Ct 0 -Ct
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电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数
Ea =42.41KJ/mol
3.结果分析与讨论
3.1 数据分析 根据乙酸乙酯皂化反应的速率常数与温度的关系： lgk＝－1780 1.当 T=30℃（303.15k）时， lg =-1780/303.15+0.00754*303.15+4.53=0.944 ＋0.00754T＋4.53
所以，30℃时的理论速率常数 =8.792 L/(mol·min) 实验测定值与理论值比较的相对误差： 2.当 T=25.55℃（298.7k）时， lg =-1780/298.7+0.00754*298.7+4.53=0.8230 =8.230L/(mol·min) ％ ％
2014 年 10 月 17 日
电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数
冯悦 PB12206206
T=25.55℃时，以
对 Lt 作图，得：
(L0-Lt)/t fiting of (L0-Lt)/t
25
20
(L0-Lt)/t
15 10 800
1000
1200
Lt
Intercept Value B -15.15452
Abstract: This paper mainly study using DDS- type conductivity meter to determine the rate constant
and activation energy of saponification reaction of ethyl acetate.