希托夫法测定离子的迁移数-1

电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数摘要：为了体会实验当中反应体系非理想化，以及提高数据处理能力。

将电导法测定乙酸乙酯皂化反应反应速率常数的实验中乙酸乙酯和氢氧化钠的浓度改为不相等。

在25.10℃和35.10℃下分别测得不同大小关系的皂化反应电导率。

经过数据处理之后，温度从25.10℃升到35.10℃时，反应速率常数从 2.1000/（mol*mL-1*min）升到 3.5529/（mol*mL-1*min），乙酸乙酯浓度增大使得反应速率常数增到3.9400/（mol*mL-1*min），反应的活化能为44.73KJ/mol此次试验数据处理比较复杂，实验数据测定比较耗时，但得到了充分的锻炼。

关键词：皂化反应活化能反应体系非理想化Abstract In order to appreciate the experimental reaction system among non-ideal, and improve data processing capabilities. The conductivity method concentration of ethyl acetate saponification reaction experiments reaction rate constants in ethyl acetate and sodium hydroxide to not equal. At 25.10 ℃ and 35.10 ℃, respectively, the relationship between the measured reactions of different sizes saponification conductivity. After the data processing time, from 25.10 ℃ temperature rose 35.10 ℃, reaction rate constants rise from 2.1000 3.5529 acetate concentration increases so that the reaction rate constant increased to 3.9400, the activation energy of the reaction is 386.0528. The experimental data processing more complex, more time-consuming determination of the experimental data, but they get plenty of exercise. KeywordsSaponificationActivation energyThe reaction system non-ideal一.仪器和试剂：DDS-11D型电导率仪，铂黑电极，电子天平，恒温槽，秒表，试剂瓶1只，碱式滴定管1根，锥形瓶3只，100ml具塞锥形瓶4只，25ml移液管4只，5ml移液管2只，10ml移液管2只，250ml容量瓶2只，100ml容量瓶2只，NaOH溶液，乙酸乙酯，乙酸钠，邻苯二甲酸氢钾，酚酞。

二.实验原理：①.二级反应乙酸乙酯的皂化反应的化学方程式为：CH3COOC2H5+OH-1→CH3COO-+C2H5OH②许多文献和实验教材将实验条件设定为两个反应物的初始浓度相等，但是这样的反应条件实际上很难达到，一则是因为空气中的CO2会不断与NaOH溶液反应，使得反应物的OH-的浓度不断发生变化，二则是乙酸乙酯本身的挥发性和自水解反应使得其浓度也不会始终保持稳定。

③随着反应的进行，溶液中导电能力强的OH-离子被导电力弱的CH3COO-离子所取代，溶液导电能力逐渐减少，可以用跟踪溶液点到变化的方式对该反应动力研究。

三.实验步骤：①调节恒温槽温度为25.10℃。

②配制溶液。

称取1.8042g的乙酸乙酯，加入100mL的容量瓶中定容，取出其中25mL,放入250mL 容量瓶中定容。

得到0.0205mol/L 的溶液。

称取NaOH 加入到试剂瓶中，加入约500mL 混合。

配置0.0205*25/55=0.0093mol/L 的乙酸钠溶液。

③分别取25mL 乙酸乙酯和30mLNaOH 放入具塞锥形瓶，并放入恒温槽中浸润。

校正电导率仪，将达到温度的溶液混合，并且当混合一半时计时，之后调到合适的档位。

开始记录电导率。

记录一个小时后结束。

测定30mLNaOH+25mLH2O 的电导率。

测定0.0093mol/L 乙酸钠的电导率。

④对NaOH 溶液用邻苯二甲酸氢钾进行标定。

⑤分别取30mL 乙酸乙酯和25mLNaOH 放入具塞锥形瓶，并放入恒温槽中浸润。

校正电导率仪，将达到温度的溶液混合，并且当混合一半时计时，之后调到合适的档位。

开始记录电导率。

记录一个小时后结束。

测定25mLNaOH+30mLH2O 的电导率。

配置0.0201*25/55=0.0092mol/L 的乙酸钠溶液。

测定0.0092mol/L 乙酸钠的电导率。

⑥调节恒温槽温度为35.10℃，重复步骤③。

⑦整理仪器四.实验数据与处理：1. 原始数据（附后excel 表），包括以下部分数据处理；2. 因为刚开始测定时对电导率使用不会，且电导率仪很容易读的不准确，所以舍去读数相同的，并且舍去第一组数据的前三个数据。

通过origin 软件进行拟合，获得以下拟合参数和误差分布。

①.做出三种温度下的Kt-t 关系图：K t (m s /c m )K t (m s /c m )t(min)K t (m s /c m )t(min)以上三张图可以看出，Kt=Aexp(-t/B)+C ，这说明随着时间的增长，Kt 越来越少，减缓速度越来越慢。

②.做出关系图l n (|a -b |/m *(K 0-K ∞)/(K t -K ∞)+1)t(min)l n (|a -b |/m *(K 0-K ∞)/(K t -K ∞)+1)t(min)l n (|a -b |/m *(K 0-K ∞)/(K t -K ∞)+1)t(min)实验分析：从三张图可以看出，三者为直线，说明乙酸乙酯皂化反应对两个反应物均呈现为一级反应，总反应级数为2。

但是因为实验产生误差，25.10℃图一和35.10℃相关系数比较低，斜率的误差分布比较低。

文献值与所测的值差了太大了，可能与反应的计数以及乙酸乙酯的挥发和NaOH 的吸收CO2所致。

计算不同温度下NaOH 溶液与乙酸乙酯溶液比例相同的活化能，将数据代入E a =RT1T2/(T2-T1)ln(k2-k1)=8.3145*（25.10+273.15）*（35.10+237.15）0/1-*ln(3.5529-2.0588)=41.708kJ/mol 。

文献值为46.1kJ/mol 则相对误差为：（46.1-41.708）/46.1*100%=9.53%，活化能的误差不大，因为活化能受实验条件影响小。

③以数据较好的25.10℃的NaOH 过量做x-t 的曲线图，并求出切线斜率。

以ln(dx/dt)-x 做图，按照方程：ln(dx/dt)=lnK+Aln(a-x)+Bln(b-x)拟合出该方程的形式进行非线性拟合，得到动力学参数：xt(min)B:做出拟合方程图① 以下是在25.10摄氏度，25ml 乙酸乙酯+30mL 的氢氧化钠的电导率的数据处理。

A ．做出Kt-t 拟合图Bt/minB:做出拟合方程图C ：做出x-t 的曲线图，并求出切线斜率。

20400.200.250.300.350.400.45Bt/min35.10℃线性拟合图xt/minD ：做出ln(dx/dt)-x 的散点图。

l n (d x /d t )x2. 实验结果分析A ．由①、③和②对比可知，一个实验，实验记录准确是十分重要的，①的线性拟合图相关系数为0.97584,③的线性拟合图的相关系数为0.94166，③的线性拟合图的相关系数为0.99443，而且从①和②的图形中可以看出数据拟合的误差分布教③要小，趋向也是直线。

造成这样的原因有三：a.不懂得电导率仪的使用，导致第一个实验读数不及时，使得数据出现了误差；b.实验搭建不完善，因为试管夹没有夹住具塞温度计，导致在做③时具塞锥形瓶落入恒温槽，然后两个人一直在打捞瓶子，没有去顾及读数，所以使得实验误差巨大；c.我们从就配置好了乙酸乙酯溶液和NaOH 溶液，下午用的时候，可能因为乙酸乙酯会挥发，NaOH 溶液吸收了空气中的CO2.B ．实验中反应物的浓度和反应速率常数有着很大的关系。

由①和②的结果可以知道，当乙酸乙酯的浓度增大从0.0093mol/L 增大到0.0112mol/L ，同时，比例也增大，反应速率常数从0.00357/(0.011-0.0093)=2.1000升到0.00788/（0.0112-0.0092）=3.9400，一下子升高了（3.94-2.1）/2.1=0.87倍。

C.温度对皂化反应也有一定的影响。

由①和③可知，随着温度从25.10℃升到35.10℃，反应速率常数从2.1升到0.00604/（0.011-0.0093）=3.5529，一下子升高了(3.5529-2.1)/2.1=0.69倍，与B 对比可知，温度的影响没有乙酸乙酯和NaOH 的相对关系影响大。

D ．Kt 和t 的关系，从①到③，都符合曲线关系，相关系数都达到0.99以上，可知随着温度的升高，反应速率减慢，符合课本上的动力学关系。

E ．在①中理论截距为0.1679，但实际的测得为0.1993，其误差为（0.1993-0.1679）/0.1679*100%=18.7%；在②中理论截距为0.1967，其误差为（0.2167-0.1967）/0.1967*100%=10.2%；在③中理论截距为0.1679，其误差为（0.2268-0.1679）/0.1679*100%=35.1%，温度高了，反而误差大了。

可能是没有控制好温度的因素，没有预热的效果。

F．在25.10℃的反应速率常数为2.1，文献值为6±1，其误差范围为（5-2.1）/5=0.58到（7-2.1）/7=0.7而在35.10℃的反应速率常数为3.94，文献值为10±2，其误差范围为（8-3.94）/8=0.51到（12-3.94）/12=0.67。

反应速率常数很低，有可能是反应未完全，也有可能是本身的操作原因，或许给的样品乙酸乙酯早就挥发的浓度不多了。

G．乙酸乙酯皂化反应的活化能为8.3145*（35.1+275）*（25.1+275）/（35.1-25.1）*ln(3.5529/2.1)=44.73kJ/mol,文献值为46.1kJ/mol则相对误差为：（46.1-44.73）/46.1*100%=2.97%，表现出反应速率和温度的关系并没有因为实验过程中某些失败，而使得这个动力学参数也受影响。