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
0.2mL,加水至刻度、设定”按钮按至“设定”位置,观察设定温度℃,调节“温度设置”旋钮,调节温度为30.00℃),用移液管量取NaOH和蒸馏水各25mL加入100mL锥形瓶中,混合均匀后置于恒温槽中。
恒温10min后测电导率G0。
测定方法:打开数显电导率仪,将电极插入电导池中进行测量即可。
此时电导率仪显示数字就是G0的值。
注意事项:电导率仪的电极须用蒸馏水冲洗擦干后方可使用;不可用力擦拭,防止电极上的铂黑脱落。
4、G t的测定将25mLNaOH和25mL乙酸乙酯分别加入电导池中(两种溶液不可混合)。
恒温10min后将两种溶液混合,同时用秒表记录反应时间。
并在两管中混合3~5次。
把电极插入立管中,并在5、10、15、20、25、30min分别读取电导率G t。
5、调节恒温水浴温度为40℃,按照步骤4的操作测定G0、G t。
6、实验结束后,关闭恒温水浴与电导率仪的电源;洗净电导池;用蒸馏水淋洗电导电极,并用蒸馏水浸泡好。
五、数据处理1、将t、G t、G0-G t及(G0-G t)/t等数据列于下表:实验温度:气压:G0:t/m in Gt/(ms∙cm-1)(G-Gt)/(ms∙cm-1)[G-Gt/t]/(ms∙cm-1∙min-1)5 1.793 0.141 0.070510 1.700 0.234 0.058515 1.612 0.322 0.053720 1.506 0.428 0.047625 1.425 0.509 0.042430 1.361 0.573 0.03822、以G t对(G0-G t)/t作图,由所得直线斜率,求出反应速率常数k。
3、求出反应的活化能。
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。
实验11乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定
1780 lg K 0.00754 T 4.54 T
乙酸乙酯皂化反应的活化能: Ea=27.3KJ/mol
实验结果与讨论
⑴结果:实测值为Ea= ⑵计算实验偏差: ⑶分析产生偏差的原因: ⑷有何建议与想法?
注意事项:
1.电导率仪要进行温度补偿及常数校正; 2.反应液在恒温时都要用橡胶塞子盖好; 3.混合过程既要快速,又要小心谨慎,不 要把溶液挤出反应管; 4.严格控制恒温的温度,因为反应过程温 度对反应速率常数影响很大; 5.严格配制溶液的浓度,保证氢氧化钠与 乙酸乙酯的浓度相等,否则反应速率常 数计算公式将发生变化。
积分得:
1 1 Kt c0 x c0
dx K (C0 x) 2 dt
-------------(1)
本实验采用电导法测量皂化反应中电 导L随时间t的变化。设L0、Lt、L∞分别代 表时间为0、t、∞时溶液的电导。在稀溶 液下,乙酸乙醋皂化反应,在不同反应时 刻,其电导率与浓度的满足以下关系:
实验原理
乙酸乙酯皂化反应是个典型的二级反 应。设反应物起始浓度均为C0,经时间t 后产物的浓度为x。
CH3COOC2 H5 NaOH CH3COONa C2 H5OH t=0 C0 C0 0 0 t=t C0-x C0 -x x x t=∞ 0 0 C0 C0
该反应的速率方程为:
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。
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)通过电导法测定乙酸乙酯皂化反应速度常数。
(2)求反应的活化能。
(3)进一步理解二级反应的特点。
(4)掌握电导仪的使用方法。
二、实验原理乙酸乙酯的皂化反应是一个典型的二级反应:CH3COOC2H5+OH−→CH3COO−+C2H5OH设在时间t时生成物浓度为x,则该反应的动力学方程式为−dxdt=k(a−x)(b−x)〔2-41〕式中,a, b分别为乙酸乙酯和碱〔NaOH〕的起始浓度,k为反应速率常数,假设a=b,则〔2-41〕式变为−dxdt=k(a−x)2〔2-42〕积分〔2-42〕式,得k=1t ×xa(a−x)〔2-43〕由实验测得不同t时的x值,则可依式〔8-3〕计算出不同t时的k值。
假设果k值为常数,就可证明反应是二级的。
通常是作xa(a−x)对t图,假设所得的是直线,也可证明反应是二级反应,并可从直线的斜率求出k值。
不同时间下生成物的浓度可用化学分析法测定〔例如分析反应液中的OH−浓度〕,也可以用物理化学分析法测定〔如测量电导〕。
本实验用电导法测定x值,测定的根据如下:〔1〕溶液中OH−离子的电导率比Ac−离子〔即CH3COO−〕的电导率大很多〔即反应物与生成物的电导率差异大〕。
因此,随着反应的进行,OH−离子的浓度不断降低,溶液的电导率也就随着下降。
〔2〕在稀溶液中,每种强电解质的电导率κ与其浓度成正比,而且溶液的总电导率就等于组成溶液的电解质的电导率之和。
依据上述两点,对乙酸乙酯皂化反应来说,反应物与生成物只有NaOH和NaAc是强电解质,乙酸乙酯和乙醇不具有明显的导电性,它们的浓度变化不致影响电导率的数值。
假设果是在稀溶液下反应,则κ0=A1aκ∞=A2aκt=A1(a−x)+A2x式中:A1,A2是与温度、溶剂、电解质NaOH及NaAc的性质有关的比例常数;κ0,κ∞分别为反应开始和终了时溶液的总电导率〔注意这时只有一种电解质〕;κt为时间t时溶液的总电导率。
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。
实验四、乙酸乙酯皂化反应速度常数的测定
实验四、乙酸乙酯皂化反应速度常数的测定一、实验原理皂化反应是指脂类与碱在水溶液中作用生成皂的化学反应,其反应方程式为:脂肪酸酯 + 碱→ 皂 + 甘油其中,脂肪酸酯是由脂肪酸和甘油酯化合成的,碱是一种能与脂肪酸酯中的酸性氢离子反应的化学物质,通常用氢氧化钠(NaOH)作为碱催化剂。
乙酸乙酯为一种脂肪酸酯,在碱的催化下进行皂化反应时,反应速度较慢,需要一定的时间才能完全反应。
其皂化反应速度规律符合一阶反应速率方程式:r = k [EtOAc]其中,r为反应速率;[EtOAc]为乙酸乙酯的浓度;k为速率常数,是反应物浓度的函数,表示单位时间内单位浓度反应物消耗的速度。
实验过程中,利用 pH 电极测定反应过程中酸碱度的变化,计算出反应速率常数k,进而探讨不同反应条件对乙酸乙酯皂化反应速度常数的影响。
二、实验材料和仪器1. 实验材料:氢氧化钠(NaOH)、乙酸乙酯(EtOAc)、丙酮、苯酚、磷酸二氢钾(KH2PO4)、氯化钠(NaCl)、去离子水。
恒温浴,磁力搅拌器,pH计。
三、实验步骤1. 将500 mL 反应瓶清洗干净,加入适量去离子水,连接恒温浴器,将温度调至25℃。
2. 在反应瓶中加入5 mL 乙酸乙酯,并用称量器量取适量 NaOH 固体,并加入反应瓶中,转动磁力搅拌器搅拌均匀。
3. 用 pH 电极测试反应溶液的初始 pH 值,然后每隔10s测定一次,测定10min,记录数据。
4. 重复以上实验,调整反应温度为30℃、35℃、40℃、45℃、50℃,分别记录反应过程中的 pH 值和时间的关系。
5. 计算每个温度下乙酸乙酯皂化反应速度常数k。
四、实验数据处理与分析1. 数据处理根据 pH 值的变化确定反应速率,即ΔpH = pHt – pH0其中,pHt为第t次测定时的 pH 值,pH0为初次测量时的 pH 值。
由于反应时间较短,反应溶液中 NaOH 没有完全被消耗,所以需要校正 NaOH 的浓度。
乙酸乙酯皂化反应速率常数测定
乙酸乙酯皂化反应速率系数测定姓名:张腾 学号:2012011864 班级:化21同组人姓名:田雨禾 实验日期:2014年10月23日 提交报告日期:2014年10月30日指导教师: 麻英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:ct 22c 0dc -=k dt c⎰⎰ (2) 2011-=k t c c (3) 式中: 为反应物的初始浓度;c 为t 时刻反应物的浓度; 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 。
对于大多数反应,反应速率与温度的关系可以用阿累经验方程式来表示:aE ln k=lnA-RT(4) 式中: 乌斯活化能或反应活化能;A 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 。
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 0 t=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。
设κ 、κ 和κ 分别代表时间为0、t 和∞(反应完毕)时溶液的电导率,则在稀溶液中有:010=A c κ20=A c κ∞t 102=A (c -x)+A x κ式中A 1和A 2是与温度、溶剂和电解质的性质有关的比例常数,由上面的三式可得0t0-x=-c -κκκκ∞ (8)将(8)式代入(7)式得:0t20t -1k =t c -κκκκ∞(9)整理上式得到t 20t 0=-k c (-)t+κκκκ∞ (10)以κ 对 κ κ作图可得一直线,直线的斜率为 ,由此可以得到反应速率系数 。
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的测定
乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定一、目的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、掌握电导率的使用方法。
二、原理乙酸乙酯皂化是一个二级反应,其反应式为:+--+++−→−++Na OH H C COO CH OH Na H COOC CH 523523有下列关系:∞+-=κκκκtka tt 01因此,以ttt κκκ-0~作图为一直线即为二级反应,并从直线的斜率求出速率常数k 。
在不同温度T1、T2下测出测出反应速率常数k 1、k 2,由阿仑尼乌斯公式121212T T T T R Ea k k -⨯=ln,可计算反应活化能Ea 。
三、步骤1.开启电导率仪的电源预热。
2. k 0的测定 (1)校正电导率仪。
(2)取0.01 mol/L NaOH 溶液放入干净的试管中,将电极插入试管中,测定其电导率k 0。
3.k t 的测定(1)用移液管量准确取20 mL 0.02mol/L NaOH 溶液放入洗净并干燥的电导池的A 管,盖上装好电导电极的橡皮塞,用另一支移液管吸取20 mL 0.02 mol/L CH 3COOC 2H 5溶液注入电导池的B 管中,盖上带洗耳球的橡皮塞。
(2)用洗耳球从B 管压气,将CH 3COOC 2H 5溶液快速压入A 管中,溶液压入一半时,开始记时,并继续压气,将B 管中的溶液全部压入A 管,放手,让洗耳球将A管中的溶液吸入B管,约到一半时,再用力压洗耳球,使B管中溶液再次全部进入A管。
如此反复几次,使溶液均匀,并立即测量溶液的电导(率)值,压气时注意不要使溶液冲出。
(3)每隔2min测量一次,直至电导率值基本不变为止。
除记录第一个数据的外,其它各数据在测量时,应该尽量保持在整数分钟时测定,以便于进行数据处理。
整个反应约需时45min。
4.k∞的测定实验测定过程不可能进行到t=∞,且反应也并不完全可逆,故通常以0.01 mol/L的CH3COONa溶液的电导率值作为k∞,取20 mL 0.01mol/L CH3COONa溶液注入烧杯,插入电极,即可得k∞。
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。
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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
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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
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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。
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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。
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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。
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。
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工程学院物理化学实验报告—
实验名称乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定
一、实验目的
1.了解用电导法测立乙酸乙酯皂化反应速率常数和活化能:
2.了解二级反应的特点,学会用图解法求二级反应的速率常数;
3.掌握电导率仪的使用方法。
二、实验原理
1.二级反应动力学方程
A 4• 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) (2.9.1)
定积分得:kt=x/a(a-x) (2.9.2)
以x/(a-x)对t作图,若所得为一直线,证明是二级反应,由斜率即可求出反应速率常数k值如果知道不同温度下的速率常数k(T】)和k(T2),按阿仑尼乌斯方程计算岀该反应的活化能Ea«Ea=ln( k(T2)/k(TJ) xRTi T2/ (T2-T J)(2.93)
2.乙酸乙酯皂化反应是二级反应,反应式为:
CH3COOC2H5+NaOH T CH3COONa+ C2H5OH
t=0a a00
t=t a-x a-x X X
(Toe00a a
iq)=Ara K QO=A2 * a K l=Ai(a-x)+A2x
由上三式得:x=(Ku-K()a/ (KO-K«)>代入式(2.9.2),得
K=(KO-Kl) /ta(Ki-Kx) (2.9.4)
重新排列得:Z N KO-K O/kat g (2.9.5)
因此,以z对(KO-K.) /t作图为一直线即为二级反应,由斜率即可求岀反应速率常数k值: 由两个不同温度下测得的速率常数k(「)和k(T2),按式(2.93)计算出该反应的活化能Ea.
三、仪器和试剂
1.仪器:数字电导率仪1台,恒温水槽1套,叉形电导管2只,移液管(10ml,胖肚)3根;
2.药品:乙酸乙酯标准溶液(0.0212 mol-dnr3), NaOH标准溶液(0.0212 mol dml。
四、实验步
1.调节恒温槽
调肖温度为25°C,同时电导率仪提前打开预热。
2.Ko的测定
分别取10ml蒸餾水和10ml NaOH标准溶液,加到洁净干燥的叉形管中充分混匀,然后将其置于
25°C恒温槽中,恒温5min,并接上电导率仪,测其电导率值心。
3.z的测定
在另一支叉形管的直支管中加10ml CH3COOC2H5标准溶液,侧支管中加10ml NaOH标准溶液,放入25°C恒温5min后,将其混合均匀并立即记时,同时用该溶液冲洗电极三次,开始测
量其电导率值(由于反应为吸热反应,开始时会有所降低,因此一般从第6min开始读数)当反
应进彳亍6min, 9min, 12min, 15min, 20min, 25min, 30min, 35min, 40min时各测电导率一次,记录电
导率M及时间t。
反应结束后,倾去反应液,洗净电导池及电极,将钳黑电极浸入蒸慵水中。
4.调节恒温槽温度为35°C,重复上述步骤测左其心和M ,但在测圮时是按照进行4min, 6min, 8min.
10min, 12min, 15min> 18min, 21 min, 24 min, 27min, 30min 时测其电导率。
五、数据记录与处理
室温:24.9C 大气压力:100.46 kPa
初始浓度:C CH3COOC2H5=0.0212 mol・ dm' C Naon=0.0212mol dnr3
,
1900「Array
V = A * B * X
Parameter Ualue Error
A 707.26269 10.24174
B 11.35008 0・16709
V = A + B * X
Parameter Ualue Error
A 933.52215 8.26009
B 5.95047 0.07728
•••由两幅图中易得25°C时直线斜率ki=l 1.35008, 35°C时直线斜率k2=5.95047,
则k(Ti)=l/( kiXCCH1COOC2H5 )=1-H11.35008x0.0212)=4.16;
k(T2)= 1^(5.95047x0.0212)=7.93
•••根据式(2.93), Ea=ln( k(T2)/ k(Ti)) xR h T2/ (T2-T I)得:
Ea=ln(7.93^4.16) x8.314 x298.15 x30& 15X0=49.28 kJ/moI
六、注意事项
⑴乙酸乙酯溶液和NaOH溶液浓度必须相同。
(2)由于乙酸乙酯易挥发,故称量时应在称量瓶中准确称取,并需动作迅速。
(3)乙酸乙酯溶液需临时配制,配制时动作要迅速,以减少挥发损失。
(4)在测左心时,所用的蒸馆水最好先煮沸,以除去二氧化碳:25°C和35°C的KO测左中,溶液须更
换。
七、结果与讨论
1、实验所测得的乙酸乙酯皂化反应在25°C和35C时的速率常数分别为:
K (298. 15)=4. 16 (mol*m-3)】*S '
K (308. 15)=4. 16 (mol*m-3) *S
该反应的活化能为Ea=49.28 kJ/mol
2.误差分析
在该实验过程中,存在仪器本身的误差,也存在移液过程中造成的误差,同时还存在数据处理方面产生的误差。
误差具体来源可能有:
(1)、没有严格按照实验步骤进行。
(2)、电导池未清洗干净。
(3)、移液过程中,液体与移液管的刻度线不水平。
八、思考题
1、为何本实验要在恒温条件下进行,而且NaOH溶液和CH3COOC2H5溶液混合前还要预先恒温?答:a、因为反应速率与温度有关,温度每升髙10a C,反应速率约增加2〜4倍。
同时电导值也与温度有关,所以实验过程中须恒温。
b、NaOH和CH3COOC2H5溶液混合前要预先恒温,以确保反应在实验温度下进行。
2、如果NaOH溶液和CH3COOC2H5溶液的起始浓度不相等,试问应怎么汁算?
答:需按k=一1一In伙二2计算k值。
式中x= ©7 a (a为两溶液中浓度较低的l(a-b) a(b - x) K0-K
W 一个溶液的浓度)。
X的表达式推导如下:
设NaOH的起始浓度为a, CH3COOC2H5起始浓度为b,且a<b,则有:
NaOH+CH3COOC2H5 ——> CHsCOONa+CHOH
t=0Q b00
t=t a—x b—x X X
t = 80b—a a a
又因为强电解质稀溶液的电导率与其浓度成正比,故有:
K o=Ai a:K 8=A2 a;K i=Ai(a—X)+A? X
A H A2是与温度、溶剂、电解质NaOH及CHjCOONa的性质有关的比例常数。
K o _ J
联立上述三个式子,
可得岀:x= K’_K
3、如果NaOH溶液和CH3COOC2H5溶液为浓度,能否用此法求k值?为什么?
答:不能。
因为在推导时,前提条件是强电解质的稀溶液,只有溶液浓度足够稀时,才能保证浓度与电导有正比关系。
一般NaOH和CH3COOC2H5溶液的浓度为0.0200 mol-dm
3为宜,若浓度过低,则因电导变化太小,测量误差大。