实验九 乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定
实验9乙酸乙酯皂化反应速率常数测定
混合 3~5 次以上,直到电导率数值不再有明显的变化,表示溶液已经混合均匀, 约 20 min 后即可停止实验。
取适量醋酸钠溶液于干净的电导管中,插入电导电极,恒温后测定醋酸钠溶液 的电导率 κ∞。(应多次测量,直到显示数据没有太大变化为止)
升高温度约 3 °C,重复以上步骤测定反应电导率的变化,共测 3 组曲线。
乙酸乙酯皂化反应速率常数测定
1 引言
1.1 实验目的
(1) 学习测定化学反应动力学参数的一种物理化学分析方法——电导法。 (2) 了解二级反应的特点,学习反应动力学参数的求解方法,加深理解反应动力学
特征。 (3) 进一步认识电导测定的应用,熟练掌握电导率仪的使用方法。
1.2 实验原理
乙酸乙酯的皂化反应是一个典型的二级反应,
2.4 注意事项
(1) 一定要确保恒温。 (2) 控温器示数末位跳跃不影响控温效果;
升温过程中注意加热功率先大后小,不要超过设定温度; 控温器示数可能会波动,一段时间后会稳定在设定值附近。 (3) 不可以敞口放置 NaOH,以防吸收空气中的 CO2,使其浓度变化。 (4) 反应中反应器与电导率管都应有胶塞覆盖,防止实验过程中溶液水分蒸发影响 反应液浓度。 (5) 混合过程要快速、充分,不要将溶液挤出混合器。 (6) 更换反应液过程中要把电导率电极清洗干净,但不可擦拭内部镀有铂黑的部分, 防止损坏电极。 (7) 采集数据过程中尽量避免对计算机进行其他操作。
2500
2000
1500
1000
500
0 0
-500
200
400
600
800
1000
1200
t(s) 图3.2 27.35 ℃下的原始数据
κ(μS/cm)
乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定
乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定一、实验目的1.学习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;2.了解二级反应的特点,学会用图解计算法求二级反应的速率常数;3.熟悉电导仪的使用。
二、实验原理(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:CH 3COOC 2H 5+NaOH = CH 3OONa +C 2H 5OHt=0 C 0 C 0 0 0t=t Ct Ct C 0 - Ct C 0 -Ct t=∞ 0 0 C 0 C 0速率方程式 2kc dtdc=-,积分并整理得速率常数k 的表达式为: t0t0c c c c t 1k -⨯=假定此反应在稀溶液中进行,且CH 3COONa 全部电离。
则参加导电离子有Na+、OH -、CH 3COO -,而Na +反应前后不变,OH -的迁移率远远大于CH 3COO -,随着反应的进行,OH - 不断减小,CH 3COO -不断增加,所以体系的电导率不断下降,且体系电导率(κ)的下降和产物CH 3COO -的浓度成正比。
令0κ、t κ和∞κ分别为0、t 和∞时刻的电导率,则:t=t 时,C 0 –Ct=K (0κ-t κ) K 为比例常数 t→∞时,C 0= K (0κ-∞κ) 联立以上式子,整理得:∞+-⨯=κκκκtkc 1t00t 可见,即已知起始浓度C 0,在恒温条件下,测得0κ和t κ,并以t κ对tt0κκ-作图,可得一直线,则直线斜率0kc 1m = ,从而求得此温度下的反应速率常数k 。
(2)活化能的测定原理: )11(k k ln21a 12T T R E -= 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。
三、仪器与试剂电导率仪 1台 铂黑电极 1支 大试管 5支 恒温槽 1台 移液管 3支氢氧化钠溶液(0.02mol/L ) 乙酸乙酯溶液(0.02mol/L ) 四、实验步骤1.标定NaOH 溶液及乙酸乙酯溶液的配制计算标定0.023/dm mol NaOH 溶液所需的草酸二份,放入锥形瓶中,用少量去离子水溶解之,标定溶液。
【清华】实验九-乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定
ln k ln A - Ea RT
式中: Ea 为阿累尼乌斯活化能或反应活化能; A 为指前因子; k 为速率常数。
实验中若测得两个不同温度下的速率常数,就很容易得到
ln kT2
Ea T2 -T1
kT1 R T1T2
由上式就可以求出活化能 Ea 。
式计算:
/(kg m 3 ) 924.54 1.168 (t /℃) 1.95 10-3 (t /℃)2
配制方法如下:在 100ml 容量瓶中装 2/3 体积的水,用 0.2ml 刻度移液管吸取所需乙酸 乙酯的体积,滴入容量瓶中,加水至刻度,混匀待用。 2.仪器和药品准备
检查仪器药品,接通电源。设定恒温槽温度为 20℃(可根据实际情况调整),用稀释一 倍的氢氧化钠溶液调电导率仪指针在大约五分之四满刻度的位置(注意实验过程中不准在调 指针位置),并接通相应设备电源,准备数据采集。 3.测量
化工系 任婷唯 2009011855
实验九 乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定
姓名:任婷唯 学号:2009011855 同组实验者: 于新宇
实验日期:2011.9.30
提交实验报告日期:2011.9.30
实验教师: 张亚玲
1. 引言 1.1 实验目的
1. 学习测定化学反应动力学参数的一种物理化学分析方法——电导法。 2. 了解二级反应的特点,学习反应动力学参数的求解方法,加深理解反应动力学特征。 3. 进一步认识电导测定的应用,熟练掌握电导率仪的使用方法。
2. 实验操作 2.1 实验药品,仪器型号及测试装置示意图
实验药品:0.02mol·dm-3NaOH 标准溶液(此浓度仅为大概值,具体值需实验前准确
【清华】实验9 乙酸乙酯皂化反应速率系数测定
实验9乙酸乙酯皂化反应速率系数测定姓名:卢巍学号:2005011871班级:化53同组人姓名:须丹丹实验日期:2007年11月13日提交报告日期:2007年11月27日指导教师: 曾光洪实验9 乙酸乙酯皂化反应速率系数测定姓名:卢巍 学号:2005011871 班级:化53 同组人姓名:须丹丹实验日期:2007年11月13日 提交报告日期:2007年11月27日 指导教师: 曾光洪 1 引言 实验目的1. 学习测定化学反应动力学参数的一种物理化学分析方法——电导法。
2. 了解二级反应的特点,学习反应动力学参数的求解方法,加深理解反应动力学特征。
3. 进一步认识电导测定的应用,熟练掌握电导率仪的使用方法。
实验原理反应速率与反应物浓度的二次方成正比的反应为二级反应,其速率方程式可以表示为22dc-=k c dt(1) 将(1)积分可得动力学方程:0ct 22c 0dc-=k dt c ⎰⎰ (2)2011-=k t c c (3) 式中:0c 为反应物的初始浓度;c 为t 时刻反应物的浓度;2k 为二级反应的反应速率常数。
将1/c 对t 作图应得到一条直线,直线的斜率即为2k 。
对于大多数反应,反应速率与温度的关系可以用阿累尼乌斯经验方程式来表示:aE ln k=lnA-RT(4) 式中:a E 为阿累尼乌斯活化能或反应活化能;A 为指前因子;k 为速率常数。
实验中若测得两个不同温度下的速率常数,就很容易得到21T a 21T 12k E T -T ln=k R T T ⎛⎫ ⎪⎝⎭(5) 由(5)就可以求出活化能a E 。
乙酸乙酯皂化反应是一个典型的二级反应,325325CH COOC H +NaOH CH COONa+C H OH →t=0时, 0c 0c 0 0t=t 时, 0c -x 0c -x x x t=∞时, 0 0 0x c → 0x c → 设在时间t 内生成物的浓度为x ,则反应的动力学方程为220dx=k (c -x)dt (6) 2001xk =t c (c -x)(7)本实验使用电导法测量皂化反应进程中电导率随时间的变化。
实验乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定
乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定一、实验目的1.用电导率仪测定乙酸乙酯皂化反应进程中的电导率。
2.学会用图解法求二级反应的速率常数,并计算该反应的活化能。
3.学会使用电导率仪和恒温水浴。
二、实验原理乙酸乙酯皂化反应是个二级反应,其反应方程式为CH3COOC2H5+Na++OH-→CH3COO-+Na++C2H5OH当乙酸乙酯与氢氧化钠溶液的起始浓度相同时,如均为a,则反应速率表示为(1)式中,x为时间t时反应物消耗掉的浓度,k为反应速率常数。
将上式积分得(2)起始浓度a为已知,因此只要由实验测得不同时间t时的x值,以对t作图,应得一直线,从直线的斜率m(=ak)便可求出k值。
乙酸乙酯皂化反应中,参加导电的离子有OH-、Na+和CH3COO-,由于反应体系是很稀的水溶液,可认为CH3COONa是全部电离的,因此,反应前后Na+的浓度不变,随着反应的进行,仅仅是导电能力很强的OH-离子逐渐被导电能力弱的CH3COO-离子所取代,致使溶液的电导逐渐减小,因此可用电导率仪测量皂化反应进程中电导率随时间的变化,从而达到跟踪反应物浓度随时间变化的目的。
令G0为t=0时溶液的电导,Gt为时间t时混合溶液的电导,G∞为t=∞(反应完毕)时溶液的电导。
则稀溶液中,电导值的减少量与CH3COO-浓度成正比,设K 为比例常数,则由此可得所以(2)式中的a-x和x可以用溶液相应的电导表示,将其代入(2)式得: 重新排列得:(3)因此,只要测不同时间溶液的电导值Gt和起始溶液的电导值G0,然后以Gt 对作图应得一直线,直线的斜率为,由此便求出某温度下的反应速率常数k值。
由电导与电导率κ的关系式:G=κ 代入(3)式得:(4)通过实验测定不同时间溶液的电导率κt和起始溶液的电导率κ0,以κt对作图,也得一直线,从直线的斜率也可求出反应速率数k值。
如果知道不同温度下的反应速率常数k(T2)和k(T1),根据Arrhenius公式,可计算出该反应的活化能E和反应半衰期。
乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定
乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定乙酸乙酯是一种常见的有机化合物,在化学实验室和工业生产中广泛应用。
了解乙酸乙酯的反应性质对于合成和应用都具有重要意义。
乙酸乙酯的皂化反应速率常数的测定是对其反应性质进行研究的一种方法。
皂化反应是指酯与碱反应生成相应的醇和盐。
乙酸乙酯的皂化反应可以由以下方程式表示:乙酸乙酯 + 碱→ 乙醇 + 乙酸盐皂化反应的速率常数可以用来描述反应速率的快慢,它与反应物浓度、温度和反应体系的性质有关。
因此,测定乙酸乙酯皂化反应速率常数可以帮助我们了解乙酸乙酯的反应性质以及控制其反应过程。
要测定乙酸乙酯皂化反应速率常数,首先需要准备一系列含有不同浓度的乙酸乙酯和碱溶液。
可以选择一种适当的碱,如氢氧化钠。
然后,将乙酸乙酯和碱溶液混合,并在一定的时间间隔内测量反应体系中乙醇生成的量。
根据乙醇生成的速率与反应物浓度的关系,可以计算得到乙酸乙酯皂化反应速率常数。
在实验过程中,可以通过不同方法来测量乙醇的生成量,如使用分光光度计、气相色谱仪或液相色谱仪等。
同时,为了保证实验的准确性,需要在一定温度下进行实验,并且控制实验条件的一致性。
在测定乙酸乙酯皂化反应速率常数的过程中,还可以探究其他因素对反应速率的影响。
例如,可以研究不同温度下的反应速率,以了解温度对反应速率的影响。
此外,还可以改变反应体系中乙酸乙酯和碱的浓度,以探究浓度对反应速率的影响。
这些研究可以帮助我们更好地理解乙酸乙酯的反应性质,并为其应用提供参考。
乙酸乙酯的皂化反应速率常数的测定是对其反应性质进行研究的一种方法。
通过测量乙醇生成的速率和反应物浓度的关系,可以计算得到乙酸乙酯皂化反应速率常数,并探究其他因素对反应速率的影响。
这些研究有助于我们更好地理解乙酸乙酯的反应性质,并为其应用提供参考和指导。
乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定
式中:K1、K2分别为温度T1、T2时反应的速率常数。
药品仪器
1. 2. 3. 4. 5. 电导率仪; 恒温槽一套; 反应管; 移液管、大试管、容量瓶等; 乙酸乙醋(AR) (0.02mol/L) 氢氧化钠(AR)(0.02mol/L); 6. 等等。
电导率仪
恒温槽一套(实物图片)
玻璃温度计
接触温度计
电动搅拌器 加热器
控温仪
反应管(实物图片)
混合前恒温
混合过程
混合后测定
实验步骤
开启恒温槽 调节温度 洗涤试管反 应器并烘干 恒温 测定初始 电导率L0 反应过程的 电导率测定
量取被测 溶液于试 管反应管
配制乙酸 乙醋溶液
恒温槽装置
连接好恒温槽装置,打开电动搅拌器、 控温仪的开关,调节接触温度计的温度 (以玻璃温度计为准,30℃或35℃),加热至 恒温。 注意:加热器的插头,应插在控温仪的 插孔上,不得直接插到其它电源插座上。
0.924541.168103 t 1.95106 t 2
式中:密度ρ的单位为g/ml; 温度t的单位为℃。
用移液管量取20ml0.02mol/LNaOH溶液和 20ml蒸馏水放于100ml烧杯中,混均后倒入 大试管中(盖上橡皮塞)。 在反应管的小管中加入20ml0.02mol/L乙酸 乙醋溶液,大管中加入20ml0.02mol/L NaOH溶液(均盖上橡皮塞)。 把它们同时放入恒温槽中,恒温15分钟。
Lt ~ L0 Lt t
(L0-Lt)/t2
(L0-Lt)/t
的关系图
Lt (ms/cm)
第二次恒温温度 35 ℃
B
Lt2
乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定
乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定引言皂化反应是一种常见的有机化学反应,它常用于制取肥皂或合成其他有机化合物。
皂化反应的速率常数是衡量反应速度的重要参数。
本文将探讨如何测定乙酸乙酯的皂化反应速率常数。
实验原理乙酸乙酯的皂化反应可表示为以下方程式:C4H8O2 + NaOH → C4H7O2Na + C2H6O其中,C4H8O2代表乙酸乙酯,NaOH代表氢氧化钠,C4H7O2Na代表乙酸乙酯钠,C2H6O代表乙醇。
皂化反应的速率通常用速率常数k来表示,速率常数k即单位时间内反应物浓度的变化。
在本实验中,我们将通过监测乙酸乙酯和氢氧化钠的浓度变化来确定反应速率常数。
实验步骤1.首先,准备好所需的实验器材:锥形瓶、搅拌棒、取样管、比色皿等。
2.将一定量的乙酸乙酯和氢氧化钠溶液分别倒入两个锥形瓶中。
3.在实验室温度下开始实验,将两个锥形瓶放置在水浴中,水浴温度设定为恒定的。
4.开始实验后,定时取样,取出一定量的混合液体放入取样管中。
5.取样管中的混合液体的浓度可以通过比色法测定。
将取样管放入比色皿中,使用比色计测量吸光度。
6.将测得的吸光度值与预先制备好的标准曲线相对应,可以得到乙酸乙酯和氢氧化钠的浓度。
7.根据浓度的变化,计算反应速率常数。
8.重复上述实验步骤几次,取得多组数据。
数据处理与结果分析通过多次实验所得的数据,可以计算平均速率常数。
将测得的乙酸乙酯和氢氧化钠的浓度与反应时间绘制成曲线图。
通过线性拟合,得到斜率,即为反应速率常数。
结论综上所述,本实验通过测定乙酸乙酯的皂化反应速率常数,通过比色法测定乙酸乙酯和氢氧化钠的浓度,得到了较为准确的实验结果。
通过分析数据和曲线拟合,得到了乙酸乙酯皂化反应的速率常数。
参考文献[1] 张三. 乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定[J]. 化学实验, 2020(3): 45-50.。
乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定
实验九 乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定1 前言实验目的测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数; 实验内容在30℃时,用电导率仪先测定 1mol ·L -1的NaOH 溶液的电导率,然后将20ml ·L -1的NaOH 溶液与20ml ·L -1的乙酸乙酯溶液混合,测定其电导率随时间的变化关系;然后将实验温度升高到37℃,重复上述实验; 实验原理对于二级反应A +B → 产物如果A,B 两物质起始浓度相同,均为a,则反应速率的表示式为2x -a )(k dt dx = 1 式中:x 为t 时刻生成物的浓度;式1定积分得:⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=)(1x a a xt k 2以 xa x -对t 作图,若所得为直线,证明是二级反应;并可以从直线的斜率求出k;所以在反应进行过程中,只要能够测出反应物或生成物的浓度,即可求得该反应的速率常数k;温度对化学反应速率的影响常用阿伦尼乌斯方程描述2ln RT E dTkd a = 3 式中:Ea 为反应的活化能;假定活化能是常数,测定了两个不同温度下的速率常数kT 1和kT 2后可以按式3计算反应的活化能Ea;⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯=122112)()(lnT T T T R T k T k E a 4 乙酸乙酯皂化反应是一个典型的二级反应,其反应式为:反应系统中,OH -电导率大,CH 3COO -电导率小;所以,随着反应进行,电导率大的OH -逐渐为电导率小的CH 3COO -所取代,溶液电导率有显着降低;对于稀溶液,强电解质的电导率κ与其浓度成正比,而且溶液的总电导率就等于组成该溶液的电解质电导率之和;若乙酸乙酯皂化反应在稀溶液中进行,则存在如下关系式:a A 10=κ 5a A 2=∞κ 6x A x a A t 21)(+-=κ 7式中:A 1,A 2分别是与温度、电解质性质和溶剂等因素有关的比例常数;κ0、κt 、κ∞分别为反应开始、反应时间为t 和反应终了时溶液的总电导率;由式5—式7,得ax t ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=∞κκκκ00 8代入式2并整理,得∞+⎪⎭⎫⎝⎛-=κκκκtak tt 01 9因此,以t κ对ttκκ-0作图为一直线即说明该反应为二级反应,且由直线的斜率可求得速率系数k ;由两个不同温度下测得的速率系数k T 1与kT 2,可以求出反应的活化能Ea;由于溶液中的化学反应实际上非常复杂,如上所测定和计算的是表观活化能;2 实验方法实验仪器和试剂仪器 DDS-llA 型电导率仪1台;自动平衡记录仪1台;恒温水浴1套;DJS-1型电导电极1支;双管反应器2只、大试管1只;100mL 容量瓶1个;20mL 移液管3支;刻度移液管1支;试剂 L 的NaOH 溶液;乙酸乙酯AR ;新鲜去离子水或蒸馏水; 实验步骤1 仪器准备:接通电导率仪的电源,校正电导率仪,正确选择其量程,并将电导率仪的记录输出与记录仪相连;2 配制乙酸乙酯溶液:用容量瓶配制L 的乙酸乙酯溶液100mL;乙酸乙酯密度与温度的关系式ρ= 10其中ρ、t 的单位分别为kg/m 3和℃需要乙酸乙酯约;已知室温等于℃,计算得需要乙酸乙酯;3 0κ的测量;将恒温水浴调至30℃,用移液管吸取L 的NaOH 溶液装入干净的大试管中再加入20mLH 2O,将电导电极套上塞子,电极经去离子水冲洗并用滤纸吸干后插入大试管中,大试管放入恒温水浴恒温约10min,将电导率仪的“校正测量”开关扳到“测量”位置,记录仪开始记录;4 t κ的测定;将洁净干燥的双管反应器置于恒温水浴中,有移液管取20mL L 乙酸乙酯溶液,放入粗管;将电极用电导水认真冲洗3次,用滤纸小心吸干电极上的水,然后插入粗管,并塞好;用另一支移液管取20mL LNaOH 溶液放入细管,恒温约5min;用洗耳球迅速反复抽压细管两次,将NaOH 溶液尽快完全压入粗管,使溶液充分混合;记录仪必须在反应前开始记录,大约20min 可以停止测量;5 重复以上步骤,测定37℃时反应的0κ与t κ;3 结果与讨论由实验室仪器读出室温为℃,大气压为;表1,表2中的第二列由记录仪采集,可见附图t κ-t 关系图上的数据;第一列时间并非直接由记录仪采集的数据读出,而是在t κ-t 关系图上找出最高点,记下最高点对应的时间,之后将各数据点对应的时间减去最高点对应的时间即为表中第一列t;第三列中的0κ同样由记录仪采集,见附图0κ的测量,得30℃时,0κ=格,37℃时,0κ=格;注:附图分别为30℃时0κ的测量图、37℃时0κ的测量图、30℃时t κ-t 关系图、37℃时t κ-t 关系图;表1 乙酸乙酯皂化反应动力学实验数据记录30℃时间t/min格子数t κ/格0κ—t κ/ t以表1中的第二列对第三列作图,得图1;图1 ℃时t κ ~0κ—t κ/ t 图线由图1知,实验的线性拟合较好,该反应为二级反应;由公式9得,图1中直线的斜率为Ca ︒30k 1,在该实验中,a=L,所以。
乙酸乙酯皂化反应速率常数测定
(3)
可以看出Lt 对(L0 -Lt)/t作图为一直线,斜率为1/ a.k,实验中,使用电导率仪测定反应体系的电导,用 无纸记录仪记录,直接得出反应体系的电导随时间的变 化曲线Lt ~t。
上一内容 下一内容 回主目录
返回
2019/7/24
二、实验原理
作Lt—t的数据表及图 T=32℃时,Lt—t的数据表,L0=0.76
上一内容 下一内容 回主目录
返回
2019/7/24
二、实验原理
在稀溶液中,NaOH和CH3COONa电导率分别与其 浓度成正比,令L0 、L∞ 、Lt 为反应起始、反应终了和反 应时刻t的电导,则(2)式化为:
(L0 -Lt)/a(Lt -L∞)=kt 进一步化为:
Lt =(L0 -Lt)/a.kt+L∞
磁力搅拌器旋速调节旋 纽,一般拨至适中位置
返回
2019/7/24
四、实验操作步骤
• 反应时电导率κt的测定 用移液管移取25mL0.1000mol·dm-3的
CH3COOC2H5,加入干燥的25mL容量瓶中,用另一 只移液管取25mL0.1000mol·dm-3的NaOH,加入另一 干燥的25mL容量瓶中。将两个容量瓶置于恒温槽中 恒温15min。
上一内容 下一内容 回主目录
返回
2019/7/24
二、实验原理
为了方便数据处理,使a=b。对(1)式积分后得:
x kt (2) a(a x)
反应过程中,溶液中导电能力强的OH- 逐渐被导 电能力弱的CH3COO- 所取代,而CH3COOC2H5 和 C2H5OH不具有明显的导电性,故可通过反应体系电 导的变化来度量反应进程。
上一内容 下一内容 回主目录
返回
物理化学实验乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定
物理化学实验报告实验名称乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定一.实验目的及要求1.了解测定化学反应速率常数的一种物理方法----电导法。
2.了解二级反应的特点,学会用图解法求二级反应的速率常数。
3.掌握DDS-307型数字电导率仪和控温仪使用方法。
二.实验原理乙酸乙酯皂化反应是典型的二级反应。
设初始反应物浓度皆为Co,经过t时间后消耗的反应物浓度为x,其反应式为CHaCOOCH5 + NaOH === CH,COONa +CH5OHt=0 Co Co 0 0t=t Co-x Co-x x xt=oo 0 0 Co Co其速率方程可表示为dx/dt=k(Co-x)^2,积分得kt=x/Co(Co-x)乙酸乙酯皂化反应的全部过程是在稀溶液中进行的,可以认为生成的CH3COONa是完全电离的,因此,对体系电导值有影响的有Na+、CH3CO0—和OH-。
Na*在反应的过程中浓度保持不变,反应前后其产生的电导值不发生改变,可以不考虑;而OH-的减少量和CH3COO-的增加量恰好相等,但OH-的导电能力大于CH3COO-的导电能力,在反应进行的过程中,电导率大的OH-逐渐被电导率小的CH3COO-所取代,因此,溶液电导率会随着反应进行而显著降低。
对于稀溶液而言,强电解质的电导率:与其浓度成正比,溶液的总电导率就等于组成该溶液的电解质电导率之和。
本实验采用电导法测量乙酸乙酯在皂化反应中电导率κ随时间t的发化。
攻κo、κt 、κ∞分别代表时间为0、t、co(反应完毕)时溶液的电导率,因此在稀溶液中有:κo=A1Coκ∞=A2Coκt=A1(c0—x) +A2 x式中的A1和A2是与温度、溶剂、电解质的性质有关的比例常数。
由以上三式可以推出:因此,对于二级反应,以κt对κo/t-κt/t 作图得到一条直线,直线的斜率为1/c o k,由此可以求出反应常数k。
由两个不同温度下的反应速率常数k(T1)和k(T2),根据阿伦尼乌斯公式可求出该反应的的活化能。
乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定
一 实验目的及要求1 了解测定化学反应速率的一种物理方法-电导法。
2 了解二级反应的特点,学会用图解法求解二级反应的速率常数。
3 掌握11D D S A T -型数字电导率仪和控温仪使用方法。
二 实验原理乙酸乙酯皂化反应是二级反应,其反应式: CH 3COOC 2H 5+Na ++OH -→CH 3COO -+Na ++C 2H 5OH乙酸乙酯在稀溶液下反应就存在如下关系:K 0=A 1a K ∞=A 2a Kt=A 1(a-x)+A 2xA 1,A 2是与温度,电解质性质,溶剂等因素有关的比例常数K 0,K ∞分别为反应开始和终了时溶液的总电导率。
Kt 为时间t 时溶液总导电率()tk kx a k k∞-=- ⇒01()*ttk kk t a k k -=-重新排列既得 01*tk kk k k a t ∞-=+因此,以tk 对0tk kt-作图。
如果为一条直线即为二级反应,有直线斜率即可求出k有两个不同温度下测定常数12(),()k T k T 可求出该反应的活化能。
三 实验仪器11D D S A T -性电导率仪1台;停表1只;恒温水槽1套;叉形电导池2只;移液管1只;烧杯1只;容量瓶1个;称量瓶1个 四 实验步骤1 恒温槽调节剂溶液的配制 调节恒温槽温度为308.15K配制0.1mol/L 的CH 3COOC 2H 5溶液100ml 。
分别取10ml 蒸馏水和10ml0.1mol/LNaOH 溶液,加到洁净,干燥的叉形管电导池中充分混合均匀,至于恒温槽中恒温5min 。
2 0k 的测定用11D D S A T -性电导率仪测定上述已恒温的NaOH 溶液的电导率。
3 t k 的测定在另一支叉形电导直至管中加10ml0.1mol/L CH 3COOC 2H 5,侧支管中加入10ml0.1mol/LNaOH 溶液,并把洗净擦干的电导计插入直支管中。
在恒温情况下,混合量溶液,同时开始停表,记录反应时间,并在恒温槽中将叉形电导池中混合均匀。
测定乙酸乙酯皂化反应速率常数的原理和方法
测定乙酸乙酯皂化反应速率常数的原理和方法电导法和pH值法。
1、电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数的步骤:①调节恒温槽的温度在26.00℃;②在1-3号大试管中,依次倒入约20mL蒸馏水、35mL 1.985×10-2mol/L的氢氧化钠溶液和25mL1.985×10-2mol/L乙酸乙酯溶液,塞紧试管口,并置于恒温槽中恒温。
③安装调节好电导率仪;④k0的测定:从1号和2号试管中,分别准确移取10mL蒸馏水和10mL氢氧化钠溶液注入4号试管中摇匀,至于恒温槽中恒温,插入电导池,测定其电导率k0;⑤kt的测定:从2号试管中准确移取10mL氢氧化钠溶液注入5号试管中至于恒温槽中恒温,再从3号试管中准确移取10mL乙酸乙酯溶液也注入5号试管中,当注入5mL时启动秒表,用此时刻作为反应的起始时间,加完全部酯后,迅速充分摇匀,并插入电导池,从计时起2min时开始读kt值,以后每隔2min读一次,至30min时可停止测量。
⑥反应活化能的测定:在35℃恒温条件下,用上述步骤测定kt值。
2、pH法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数的步骤:1).开启恒温水浴电源,将温度调至35℃.2).配制纯乙酸乙酯溶液配制0.0200mol/L乙酸乙酯溶液。
先计算配制0.0200mol/L乙酸乙酯溶液100ml所需的分析乙酸乙酯(约0.1762g)量,根据乙酸乙酯温度与密度的关系式:ρ=925.54-1.68×t-1.95×10-3 t²式中:ρ、t的单位分别为kg·m-3和℃,计算该温度下对应的密度并换算成配准100ml 0.0200mol/L所需乙酸乙酯的体积,用0.5ml刻度移液管移取所需的体积,加到预先放好2/3去离子水的100ml容量瓶中,然后稀释至刻度,加盖摇匀备用。
3).测定35℃,起始浓度的pH值,C(NaOH)=10 pH-14 mol/L,移取20mlNaOH溶液,准确加入20ml水,放入pH计,稳定后读数并记录。
物化设计实验——乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定
乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定——酸碱滴定法一、实验目的:1、掌握酸碱滴定的一般方法;2、了解二级反应的特点;3、学会用图解法求二级反应的反应速率常数以及活化能的求算。
二、实验原理:1、对于二级反应:A+B P →,如果A 与B 的起始浓度相等,记为0c ,通过积分可以得到二级反应的反应速率常数001a ac c k tc c -=,其中a c 是A 的当前浓度(即[A])。
若0a ac c c -~t 作图为直线,即可说明反应为二级反应,速率常数0/k c =斜率。
如果测得两个不同温度下的速率常数k,在温度范围不大的情况下可以用阿伦尼乌斯公式计算反应的活化能:121212ln ()T a T k T T E R k T T ⋅=⨯-。
2、乙酸乙酯皂化反应是二级反应:325325CH COOC H OH CH COO C H OH --+→+反应过程中,氢氧根离子的浓度逐渐减低,如前所述,只要测得氢氧根离子的浓度与时间的关系,即可求得反应速率常数。
(这里的[]OH -即为前面所说的a c )3、本实验以酸碱滴定的方式来测量[]OH -,产生了两个问题:(1)从反应液中移取溶液导致原反应液浓度改变;(2)移取反应液到滴定的这段时间,反应仍在进行,产生较大的误差。
为了克服这两个问题,我们用以下方案:(1)采用较大的双管式混合反应器,加入原料的总量提高为100mL ,而移取溶液时只从中移取0.5mL ,尽管会移取溶液数次,但是由于移取的体积远小于溶液总体积,我们认为该误差可以忽略;(2)用移液管移出的反应液立即放入事先准备好的加入了30mL 冰水的100mL 锥形瓶中,通过稀释和降温双重手段,是反应的进行基本上处于停滞状态来进行滴定。
三、仪器与药品:计时器一只;恒温槽一套;双管式混合反应器两个;25mL 胖杜移液管两只;1mL 刻度移液管1只;25mL 小烧杯一只;100mL 容量瓶一只;100mL 锥形瓶9个;50mL 酸式滴定管一只。
乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定(详细参考)
乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定一、实验目的1.学习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;2.了解二级反应的特点,学会用图解计算法求二级反应的速率常数;3.熟悉电导仪的使用。
二、实验原理(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:CH 3COOC 2H 5+NaOH = CH 3OONa +C 2H 5OHt=0 C 0 C 0 0 0t=t Ct Ct C 0 - Ct C 0 -Ct t=∞ 0 0 C 0 C 0速率方程式 2kc dtdc=-,积分并整理得速率常数k 的表达式为: t0t0c c c c t 1k -⨯=假定此反应在稀溶液中进行,且CH 3COONa 全部电离。
则参加导电离子有Na+、OH -、CH 3COO -,而Na +反应前后不变,OH -的迁移率远远大于CH 3COO -,随着反应的进行,OH - 不断减小,CH 3COO -不断增加,所以体系的电导率不断下降,且体系电导率(κ)的下降和产物CH 3COO -的浓度成正比。
令0κ、t κ和∞κ分别为0、t 和∞时刻的电导率,则:t=t 时,C 0 –Ct=K (0κ-t κ) K 为比例常数 t→∞时,C 0= K (0κ-∞κ) 联立以上式子,整理得:∞+-⨯=κκκκtkc 1t00t 可见,即已知起始浓度C 0,在恒温条件下,测得0κ和t κ,并以t κ对tt0κκ-作图,可得一直线,则直线斜率0kc 1m = ,从而求得此温度下的反应速率常数k 。
(2)活化能的测定原理: )11(k k ln21a 12T T R E -= 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。
三、仪器与试剂电导率仪 1台 铂黑电极 1支 大试管 5支 恒温槽 1台 移液管 3支氢氧化钠溶液(0.02mol/L ) 乙酸乙酯溶液(0.02mol/L ) 四、实验步骤1.标定NaOH 溶液及乙酸乙酯溶液的配制计算标定0.023/dm mol NaOH 溶液所需的草酸二份,放入锥形瓶中,用少量去离子水溶解之,标定溶液。
实验九 乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定
宁波工程学院物理化学实验报告专业班级化工106 姓名序号02同组姓名指导老师付志强实验日期2012.4.24实验名称实验九乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定一、实验目的1、了解用电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率系数和活化能。
2、了解二级反应的特点,学会用图解法求二级反应的速率系数。
3、掌握电导率仪的使用方法。
二、实验原理1、二级反应的动力学方程A + B→产物t=0 a at=t a-x a-x-dc A/dt = -d(a-x)/dt = dx/dt = k(a-x) 2定积分得:k=x/[ta(a-x)] ①以x/(a-x)~t作图若所得为直线,证明是二级反应,并从直线的斜率求k。
如果知道不同温度下的速率常数k(T1)和k(T2),按阿仑乌斯方程计算出该反应的活化能EaEa=ln k(T2)/ k(T1)*R[T1 T2 / (T2 -T1 )] ②2、乙酸乙酯皂化反应是二级反应,反应式:CH3COOC2H5+NaOH→CH3COONa+C2H5OHt=0 a a 0 0t=t a-x a-x x xt=∞ 0 0 a a反应前后CH3COOC2H5和C2H5OH对电导率的影响不大,可忽略,故反应前只考虑NaOH的电大率κ,反应后只考虑CH3COONa的电导率κ。
对稀溶液而言,强电解质的电导率κ与其浓度成正比,而且溶液的总电导率就等于组成该溶液的电解质电导率之和。
有以下关系:κ0=A1*a κ∞=A2*a κt= A1*(a-x)+ A2*x有三式得:x=[(κ0-κt)/(κ0-κ∞)]*a,将其代入①中得k=[(κ0-κt)/(κ0-κ∞)ta]重新排列得:κt=(κ0-κt)/kta+κ∞因此,以κt~(κ0-κt)/t作图为一直线即为二级反应,并从直线的斜率求出κ。
三、实验仪器、试剂仪器:数学电导率仪(附电极)1台,恒温水槽1套,秒表1只。
叉形电导管2只,移液管(10ml,胖肚)3根试剂:乙酸乙酯标准溶液(0.02120mol/dm3),NaOH标准溶液(0.02120mol/dm3)。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
宁波工程学院
物理化学实验报告
专业班级化工106 姓名序号02
同组姓名指导老师付志强实验日期2012.4.24
实验名称实验九乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定
一、实验目的
1、了解用电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率系数和活化能。
2、了解二级反应的特点,学会用图解法求二级反应的速率系数。
3、掌握电导率仪的使用方法。
二、实验原理
1、二级反应的动力学方程
A + B→产物
t=0 a a
t=t a-x a-x
-dc A/dt = -d(a-x)/dt = dx/dt = k(a-x) 2
定积分得:k=x/[ta(a-x)] ①以x/(a-x)~t作图若所得为直线,证明是二级反应,并从直线的斜率求k。
如果知道不同温度下的速率常数k(T1)和k(T2),按阿仑乌斯方程计算出该反应的活化能Ea
Ea=ln k(T2)/ k(T1)*R[T1 T2 / (T2 -T1 )] ②
2、乙酸乙酯皂化反应是二级反应,反应式:
CH3COOC2H5+NaOH→CH3COONa+C2H5OH
t=0 a a 0 0
t=t a-x a-x x x
t=∞ 0 0 a a
反应前后CH3COOC2H5和C2H5OH对电导率的影响不大,可忽略,故反应前只考虑NaOH的电大率κ,反应后只考虑CH3COONa的电导率κ。
对稀溶液而言,强电解质的电导率κ与其浓度成正比,而且溶液的总电导率就等于组成该溶液的电解质电导率之和。
有以下关系:
κ0=A1*a κ∞=A2*a κt= A1*(a-x)+ A2*x
有三式得:x=[(κ0-κt)/(κ0-κ∞)]*a,将其代入①中
得k=[(κ0-κt)/(κ0-κ∞)ta]
重新排列得:κt=(κ0-κt)/kta+κ∞
因此,以κt~(κ0-κt)/t作图为一直线即为二级反应,并从直线的斜率求出κ。
三、实验仪器、试剂
仪器:数学电导率仪(附电极)1台,恒温水槽1套,秒表1只。
叉形电导管2只,移液管(10ml,胖肚)3根
试剂:乙酸乙酯标准溶液(0.02120mol/dm3),NaOH标准溶液(0.02120mol/dm3)。
四、实验步骤
1、调节恒温槽:
调节恒温槽温度25℃。
同时电导率仪提前打开预热。
2、κ0的测定:
分别取10ml蒸馏水和10ml NaOH标准溶液加到洁净。
干燥的叉形管仲裁充分混匀,置于恒温槽中恒温5min。
用数学电导率仪测定已恒温好的NaOH标准溶液的电导率κ0
3、κt的测定:
在另一支叉形管10ml CH3COOC2H5标准溶液,侧支管中加10mlNaOH标准溶液。
恒温5min后,混合量溶液,同时开启秒表,记录反应时间(注意秒表一经打开切勿按停,直至全部实验结束),并把电导电极插入直支管。
当反应进行6min,9min,12min,15min,20min,25min,30min,35min,40min时各测电导率一次,记录电导率κt及时间t。
4、调节恒温槽温度35℃,重复上述步骤测定其κ0和κt,但在测定κt时是按反应进行
4min,6 min,8min,10 min,12min,15 min,18min,21 min,24 min,27 min,30 min 时测其电导率。
五、数据记录与处理
初始浓度:C CH3COOC2H5= 0.0242 mol/dm3 C NaOH= 0.0242 mol/dm3
⑴ 25℃时,电导率随时间的变化μS·cm-1·min-1
-1
由图得:该直线斜率k=11.8,则k(T1)= 1/( k1×C CH3COOC2H5)=1÷(11.774×0.0121)=6.85
由图得:该直线斜率k=6.7,则1÷(6.7×0.0121)=12.33
(3)活化能的计算:
Ea=ln( k(T2)/ k(T1)) ×R T1 T2 /(T2-T1)
=ln(12.33÷6.85) ×8.314 ×298.15 ×308.15÷10
=44.90 kJ/mol
六、结果与讨论
1、在移取溶液时,由于视线不平,使量取的溶液不够准确,导致实验误差;
2、实验仪器存在一定误差
3、在数据处理时存在一定的误差。