乙酸乙酯皂化反应速率常数及活化能的测定

合集下载

乙酸乙酯皂化反应速度常数和活化能的测定

乙酸乙酯皂化反应速度常数和活化能的测定

乙酸乙酯皂化反应速度常数和活化
能的测定
乙酸乙酯皂化反应速度常数和活化能的测定是指以乙酸乙酯为原料,进行加热制备皂化物,同时测定反应的速度常数k和活化能Ea。

1. 材料准备:乙酸乙酯、重金属盐类以及一定比例的水。

2. 实验装置:采用开放式实验装置,反应容器内保持氧气平衡,防止乙酸乙酯的氧化分解。

3. 实验操作:将乙酸乙酯和重金属盐类混合溶于水中,置于恒温热槽中,加热溶剂至反应温度,逐渐升高温度,实时测量反应的速度常数和活化能,记录温度和速率的关系。

4. 实验结果:根据实验结果可得到反应的速度常数k 和活化能Ea。

实验六皂化反应速率常数及活化能测定

实验六皂化反应速率常数及活化能测定

25℃的实验误差:
6 − 14.88
η25 =
6
= 148 %
7
0.4
35℃的实验误差:
10 − 35.34
η35 =
10
= 253%
将 k1=14.88 L/(mol·min)、k2=35.34 L/(mol·min)代入下式计算:
ln
k2 k1
=
E R
⎛ ⎜ ⎝
T2 − T1 T1T2
⎞ ⎟ ⎠
(2)恒温槽的调节及溶液的配制 调节恒温槽温度为 25℃。准确配制 0.0200mol/L 的 NaOH 溶液和 CH3COOC2H5 溶液各
100ml。 (3)仪器的校准
① 按 校准/测量 使仪器处于校准工作状态(校准指示灯亮)。 ② 将“温度补偿”旋钮的标志线置于被测液的实际温度相应位置,当“温度补偿”旋钮置于
湖南工业大学
实验报告
实验七 皂化反应速率常数及活化能测定
学生姓名
预习实验报告内容
一、实验目的
1. 用电导法测定乙酸乙醇皂化反应的速率常数,了解反应活化能的测定方法; 2. 了解二级反应的特点,学会用图解计算法求出二级反应的速率常数及反应活化能。 3. 了解电导率仪的构造,学会使用电导率仪。
二、实验仪器
x = (κ 0 − κ t ) × a (κ 0 − κ ∞ )
(6.7)
将(6.7)代入(6.2)式得:
2
将(6.8)重新排列即得:
akt = (κ 0 − κ t ) (κ t − κ ∞ )
(6.8)
κt
=
1 ak
(κ 0
− κt ) t
+κ∞
(6.9)
因此,以 κt

乙酸乙酯的皂化反应测反应活化能

乙酸乙酯的皂化反应测反应活化能

乙酸乙酯的皂化反应测反应活化能
乙酸乙酯的皂化反应是指乙酸乙酯与碱反应生成乙酸钠和乙醇。

该反应的化学方程式如下:
CH3COOC2H5 + NaOH → CH3COONa + C2H5OH
要测量皂化反应的活化能,可以通过变化反应物浓度或温度的方法来研究速率常数(k)的变化关系。

然后,利用阿累尼乌斯
方程和活化能公式可以计算得到反应的活化能。

具体步骤如下:
1. 准备一系列乙酸乙酯和NaOH的反应体系,分别控制不同
的反应物浓度或温度。

2. 在不同体系下测定反应速率,并得到速率常数k的值。

3. 根据阿累尼乌斯方程 ln(k/T) = ln(A) - E_a/RT,其中k为速
率常数,T为温度(K),A为指前因子(Arrhenius常数),
R为理想气体常数,E_a为反应的活化能。

4. 根据测定得到的速率常数k和温度T的数据,通过线性拟
合的方法计算得到E_a的值。

实验11乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定

实验11乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定

2021/4/21
5
由(2)式得:
x
(
L0 L0
Lt L
)C-0--------(3)
将(3)式代入(1)得:
Lt
1 C0 K
L0
Lt t
L

Lt
~
L0 Lt t
直线关系图,从斜率求出
反应速率常数K。
2021/4/21
6
根据阿仑尼乌斯(Arrhenius)公 式,反应活化能Ea可由下式求出:
4.如果氢氧化钠和乙酸乙酯起始浓度不相等,则 应怎样计算K值?
5.被测溶液的电导是哪些离子的贡献?反应过程 中溶液的电导为何发生变化?
2021/4/21
34
重点难点
重点:电导法测量的原理;阿 仑尼乌斯方程应用;电导仪使 用方法。
难点:电导仪工作原理。
2021/4/21
35
2021/4/21
36
ln K2 Ea (T2 T1)
K1
RT1T2
式中:K1、K2分别为温度T1、T2时反应的速率常数。
2021/4/21
7
药品仪器
1. 电导率仪; 2. 恒温槽一套; 3. 反应管; 4. 移液管、大试管、容量瓶等; 5. 乙酸乙醋(AR) (0.02mol/L)
氢氧化钠(AR)(0.02mol/L); 6. 等等。
2021/4/21
2
实验原理
乙酸乙酯皂化反应是个典型的二级反 应 后。 产设物反的应浓物度起 为始x。浓度均为C0,经时间t
CH3COOC 2 H5 NaOH CH3COONa C2 H5OH
t=0
C0
C0
0
0
t=t
C0-x

乙酸乙酯皂化反应速度常数及活化能测定的研究

乙酸乙酯皂化反应速度常数及活化能测定的研究

乙酸乙酯皂化反应速度常数及活化能测定的研究一、本文概述本文旨在深入研究乙酸乙酯皂化反应的速度常数及其活化能的测定。

皂化反应,作为一种典型的酯水解反应,其在化学工业、生物工程和日常生活中具有广泛的应用。

乙酸乙酯作为一种常见的有机溶剂和化工原料,其皂化反应动力学研究不仅对于理解反应机理具有重要意义,同时也为优化生产工艺、提高生产效率提供了理论基础。

本研究将通过实验测定不同温度下乙酸乙酯皂化反应的速度常数,进而求得该反应的活化能。

通过对实验数据的分析和处理,我们可以更深入地了解乙酸乙酯皂化反应的动力学特性,揭示温度对反应速率的影响机制。

活化能的测定将有助于我们理解反应过程中的能量变化和分子运动状态,为相关领域的研究提供有价值的参考信息。

本研究的意义不仅在于推动对乙酸乙酯皂化反应动力学的研究进展,更在于为实际生产中的工艺优化和反应条件控制提供科学依据。

通过深入研究反应动力学参数,我们可以更好地预测和控制反应过程,提高产品质量和生产效率,为化学工业的可持续发展做出贡献。

二、实验原理乙酸乙酯的皂化反应是一种典型的酯类水解反应,其反应过程可以表示为:CH3COOC2H5 + H2O → CH3COOH + C2H5OH。

这一反应在碱性条件下,如存在氢氧化钠(NaOH)时,会加速进行。

通过测定这一反应在不同温度下的速度,我们可以研究反应动力学参数,如反应速度常数(k)和活化能(Ea)。

反应速度常数(k)是描述反应速度与反应物浓度关系的常数,它的大小反映了反应的快慢。

活化能(Ea)则代表了反应发生所需的最小能量,其值越大,反应进行的难度就越大,所需的温度也就越高。

实验中,我们通常采用初始速率法来测定反应速度常数。

即在反应开始时,测量一段时间(如30秒)内反应物浓度的变化,通过这一变化率来计算反应速度。

由于反应速度常数与反应物浓度的乘积等于反应速度,因此我们可以通过改变反应物浓度,测量对应的反应速度,进而求得反应速度常数。

乙酸乙酯皂化反应速率常数测定

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
2.被测溶液的电导率是哪些离子的贡献?反应进程中溶液的电导率为何发生减少?
3.为什么要使两种反应物的浓度相等?为什么说所配得的两种反应物的初始浓度应适当稀才好?
4.本实验需测得 、 、 值,电导电极应放在哪个支管中?所测值是电导值还是电导率值?与所加溶液的量有关吗?
(3)将叉形电导池放到恒温槽内恒温10min,使用吸耳球吹B池上方,让B池内的溶液和A池内的溶液来回混合均匀,同时在开始混合时按下秒表,开始记录时间。
(4)接通电极及电导率仪准备连续测量。由于该反应有热效应,开始反应时温度不稳定,影响电导率值。因此,第一个电导率数据可在反应进行到6min时读取,以后每隔3min测定一次,直至30 min。
如果A、B两物质起始浓度相同,均为a,反应速率的表示式为:
(7-1)
式中,x为t时刻生成物的浓度,k为二级反应速率常数。将上式积分得:
(7-2)
实验测得不同t时的x值,按式(9-2)计算相应的反应速率常数k。如果k值为常数,证明该反应为二级。通常,以 ~ 作图,若所得为直线,证明为二级反应,并可从直线的斜率求出k。k的单位是 (SI单位是 )。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k。
四、仪器和药品
电导率仪()
1台
叉形电导池
1支
恒温槽
1套
秒表
1只
移液管20mL
5支
容量瓶100mL
2个
直形电导池
1个
0.2000mol·L-1CH3COOC2H5溶液(新鲜配制)
0.2000mol·L-1NaOH溶液(新鲜配制)
五、实验步骤
1.配制溶液
(1) 0.0200 mol·L-1CH3COOC2H5溶液:用移液管准确量取10mL 0.2000mol·L-1CH3COOC2H5标准溶液,移入100mL容量瓶中,用蒸馏水稀释至刻度。

乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定的实验报告

乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定的实验报告

乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定的实验报告一、实验目的1.了解二级反应的特点,学会用图解计算法求取二级反应的速率常数;2.用电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数,了解反应活化能的测法。

二、实验原理CH3COOC2H5+Na++OH-®CH3COO-+Na++C2H5OH为了方便起见,在设计实验时将反应物CH3COOC2H5和NaOH采用相同的浓度c作为起始浓度。

当反应时间为t时,反应所生成的CH3COO-和C2H5OH的浓度为x,那么CH3COOC2H5和NaOH的浓度则为(c-x)。

CH3COOC2H5+NaOH ®CH3COONa+C2H5OHt=0c c0 0t=tc-x c-x xxt®∞®0®0®c®c二级反应的速率方程可表示为:dx/dt=k(c-x)(c-x)积分得:kt=x/c(c-x)t=t时,x=b(G0-Gt)t=∞时,c=b(G0-G∞)则kt=b(G0-Gt)/cb[(G0-G∞)-(G0-Gt)]=(G0-Gt)/c(G0-G∞)或ckt=(G0-Gt)/(G0-G∞)以(G0-Gt)/(G0-G∞)对t作图应得一直线,由斜率即可求出反应速率常数k 值,k的单位是min-1·mol-1·L三、实验仪器及药品四、实验步骤1.G0和G∞的测定将电导池洗净洪干,加入0.0100mol·l-1的NaOH溶液,液面约浸没铂黑电极1cm。

再将铂黑电极从电导水电取出,用相同浓度的NaOH溶液淋洗电极,(注意:不要碰电极上的铂黑)。

然后将电导池置于25℃恒温水浴中,恒温10min,并接上电导率仪,测其电导率值,更换溶液重复测量,取其平均值即为G0。

实验测定中,不可能等到t→∞,故通常以0.0100mol·l-1CH3COONa溶液的电导值作为G∞,G∞的测量方法与G0相同。

必须注意,每次更换电导池中的溶液时,都要先用电导水淋洗电极和电导池,然后再用被测溶液淋洗2至3次。

乙酸乙酯皂化反应速率常数及活化能的测定

乙酸乙酯皂化反应速率常数及活化能的测定

乙酸乙酯皂化反应速率常数及活化能的测定篇一:乙酸乙酯皂化反应速率常数及活化能的测定乙酸乙酯皂化反应速率常数及活化能的测定一、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。

其速率方程为4.1将速率方程积分可得动力学方程:4.2式中为反应物的初始浓度,为时刻反应物的浓度,为二级反应的速率常数。

以对时间作图应为一直线,直线的斜率即为。

对大多数反应,反应速率与温度的关系可用阿仑尼乌斯经验方程来表示:4.3式中为阿仑尼乌斯活化能或叫反应活化能,为指前因子,为速率常数。

实验中若测得两个不同温度下的速率常数,由(4.3)式很容易得到:4.4由(4.4)式可求活化能。

乙酸乙脂皂化反应是二级反应=动力学方程为4.5由(4.5)式可以看出,只要测出t时刻的x值,c0为已知的初始浓度,就可以算出速率常数k2。

实验中反应物浓度比较低,因此我们可以认为反应是在稀的水溶液中进行,CH3COONa+--是全部解离的。

在反应过程中Na的浓度不变,OH的导电能力比CH3COO的导电能力大,随着--反应的进行,OH不断减少,CH3COO不断增加,因此在实验中我们可以用测量溶液的电导(G)来求算速率常数k2。

体系电导值的减少量与产物浓度x的增大成正比:4.64.7式中为时溶液的电导,为时间时溶液的电导,时溶液的电导。

将(4.6)、(4.7)两式代入(4.5)式得:整理得:4.8实验中测出及不同时刻所对应的,用对作图得一直线,由直线的斜为反应进行完全(→∞)率可求出速率常数。

若测得两个不同温度下的速率常数,后,可用(4.4)式求出该反应的活化能。

1、仪器电导率仪(附DJS-1型铂黑电极)1台;电导池1只;恒温水浴1套;停表1只;移液管(10ml)3只;磨口三角瓶(200ml)1个。

2、药品NaOH水溶液(0.0200mol·dm-3);乙酸乙酯(A.R.);电导水。

皂化反应速率常数及活化能测定

皂化反应速率常数及活化能测定

整理后可得:Gt
=
1 c0k
×
G0
− Gt t
或者:
G0 − Gt Gt − G∞
= c0kt
由上式可知,只要测定了G0以及一组Gt
值后,利用Gt~(G0-Gt)/t 作图得一直线,
即为二级反应,由直线斜率即可求出速率常
数k。也可利用(G0-Gt)/(G0-G∞)~ t 作图 得一直线,由斜率可求出k。若t 的单位为分
4) 选择电极 本仪器附有三种电极,分别适用于下列电导范围: A.被测液电导低于5μS时,用260型光亮电极; B.被测液电导在5mS~150mS时,用260型铂黑电极; C.被测液电导高于150mS时,用U型电极
5) 连接电极引线
使用260型电极时,电极屏蔽线接在中间的接线 柱上。
6) 用少量待测液洗涤电导池及电极2~3次,然后将电 极浸入待测溶液中,并恒温。
7) 将测量校正开关扳向“校正”,调节校正调节器,使 指针停在红色倒三角处。应注意在电导池接妥的情 况下方可进行校正。
8) 将测量校正开关扳向“测量”,这时指针指示的读数 即为被测液的电导值。当被测液电导很高时,每次 测量都应在校正后方可读数,以提高测量精度。
Gt (mS)
℃ (G0-Gt)/t (G0-Gt)/(G0-G∞)
2.用坐标纸作Gt ~(G0-Gt)/t 图或 (G0-Gt)/(G0-G∞)~ c0t 图,由直线斜率计 算反应速率常数k;
3.求此反应在两个温度下的半衰期t1/2各是多 少;
4.根据阿累尼乌斯公式 ln k 2 = E a × T2 − T1 k 1 R T1T2
计算活化能Ea。
思考题
1.保证该实验成功的关键在哪里?为什么?
2.为什么乙酸乙酯和NaOH溶液浓度必须足够 稀?

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

工程学院物理化学实验报告实验名称乙酸乙酯皂化反响速率常数的测定一、实验目的1. 了解用电导法测定乙酸乙酯皂化反响速率常数和活化能;2. 了解二级反响的特点,学会用图解法求二级反响的速率常数;3. 掌握电导率仪的使用方法。

二、实验原理1.二级反响动力学方程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) (2.9.1)定积分得:kt=x/a(a-x) (2.9.2)以x/(a-x)对t作图,假设所得为一直线,证明是二级反响,由斜率即可求出反响速率常数k 值如果知道不同温度下的速率常数k(T1)和k(T2),按阿仑尼乌斯方程计算出该反响的活化能Ea。

Ea=ln( k(T2)/ k(T1))×R T1 T2 /〔T2-T1〕(2.9.3)2.乙酸乙酯皂化反响是二级反响,反响式为:CH3COOC2H5+NaOH → CH3COONa+ C2H5OHt=0 a a 0 0t=t a-x a-x x xt→∞ 0 0 a aκ0=A1·a κ∞=A2·a κt=A1(a-x)+A2x由上三式得:x=(κ0-κt)a/ (κ0-κ∞),代入式(2.9.2),得κ=(κ0-κt) /ta (κt-κ∞) (2.9.4)重新排列得:κt=(κ0-κt) /kat +κ∞ (2.9.5)因此,以κt 对(κ0-κt) /t 作图为一直线即为二级反响,由斜率即可求出反响速率常数k值;由两个不同温度下测得的速率常数k(T1)和k(T2),按式(2.9.3)计算出该反响的活化能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·dm-3〕,NaOH标准溶液〔0.0212 mol·dm-3〕。

四、实验步骤1.调节恒温槽调节温度为25℃,同时电导率仪提前打开预热。

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(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。

物理化学实验报告讲义乙酸乙酯皂化反应速率系数及活化能的测定

物理化学实验报告讲义乙酸乙酯皂化反应速率系数及活化能的测定

实验32 乙酸乙酯皂化反应速率系数及活化能的测定预习要求1、 二级反应的含义及二级反应的特征。

2、 “电解质溶液的电导率与其浓度成正比”的适用条件。

3、 反应速率系数与反应的活化能的关系。

4、 使用电导率仪及电导电极的注意事项。

(参阅附录1.10)。

实验目的1、 掌握电导率仪和控温仪的使用方法。

2、 学会用图解法求二级反应的速率系数,并计算反应的活化能。

3、 了解微机在动力学测量及数据处理中的应用。

实验原理乙酸乙酯皂化反应是一个二级反应,其反应方程式为:CH 3COOC 2H 5(A )+ OH -(B )→ CH 3COO - + C 2H 5OH实验确定反应物A 的消耗速率与物质A 和B 的量浓度的乘积成正比,其微分速率方程为:-B A A =d d c c k tc (3-30a ) 若两种反应物的初始浓度相等,均为c 0,则反应的速率方程为: -200)-(=d )-d(x c k t x c (3-30b ) 式中x 为反应时刻t 时反应物A 或B 消耗的浓度,也是生成物的浓度,k A 为反应速率系数。

积分上式得,xc x tc k -•1=00 (3-31) 只要测得不同反应时间t 生成物的浓度x ,就可求出该反应的速率系数。

如果k 值为常数,就证明反应为二级。

不同时间生成物的浓度可用化学分析法测定(如分析反应液中OH -的浓度),也可用物理分析法测定(如测量系统的电导、体积、折光率等)。

本实验用系统电导率的变化监测浓度的变化,其依据为:(1)反应系统中只有NaOH 和CH 3COONa 是强电解质,并且OH -的电导率比CH 3COO -大很多。

随着反应的进行,OH -的浓度不断降低,反应系统的电导率不断下降。

(2)在溶液很稀时,每种强电解质的电导率与其浓度成正比,而且溶液的总电导率等于组成溶液的电解质的电导率之和。

因此,t = 0时, κ0=A 1 c 0t =∞时, κ∞=A 2 c 0t = t 时, κt = A 1(c 0–x ) +A 2 x式中A 1,A 2是与温度、溶剂和电解质的性质有关的比例系数;κ0和κ∞分别是反应开始和终了时溶液的总电导率。

乙酸乙酯皂化反应速率常数及活化能的测定

乙酸乙酯皂化反应速率常数及活化能的测定

乙酸乙酯皂化反应速率常数及活化能的测定篇一:电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数数据处理数据处理① 25℃的反应速率常数kT1,将实验数据及计算结果填入下表:-1恒温温度=℃?0=·cmVV乙酸乙酯NaOH=[乙酸乙酯]=/L=[NaOH]=/L c0=×=/L图1:25℃?t-?0??tt由于第一个数据偏离其它数据太多,有明显的误差,所以舍去。

数据处理:?t对?0??tt作图,求出斜率m,并由m?1kc0求出速率常数.直线公式:y= + =m=,kT1=1/(mc0)=1/(*)mol·L-1·min=/(mol·min) 文献参考值:k()=(6±1)L/(mol·min)②用同样的方法求37℃的反应速率常数kT2,计算反应的表观活化能Ea:恒温温度=℃?0=·cm-1V乙酸乙酯=[乙酸乙酯]=/L VNaOH=[NaOH]=/L c0=×=/L 实验数据记录及处理表2:图1:25℃?t-?0??tt直线公式:y= + =m=,kT2=1/(mc0)=1/(*)mol·L-1·min=/(mol·min) 文献参考值:k()=(10±2)L/(mol·min) b.计算反应的表观活化能:文献值:Ea=/mol ln(kT2/kT1)=Ea/R·(1/T1-1/T2) ∴Ea=Rln(kT2/kT1)/[T1T2/(T2-T1)]=×ln(/)/[298×308÷(308-298)]J/mol =/mol分析:℃时速率常数符合文献参考值,说明乙酸乙酯混合比较充分,电导率能较好地反应其反应速率,℃时,实验过程中加入乙酸乙酯后混合得并不充分就开始测定,且有部分溶液露在恒温水面之上,温度并没有℃。

同时,接触式温度计恒温效果不理想,温度有波动,对实验结果都有影响。

25乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定

25乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定

Department of Chemistry
• 按照上述方法,测定30℃或35℃ 时的L0及Lt的数值。
Department of Chemistry
实验数据记录
实验日期:
时间(min) 电导率Lt (2)第二次恒温温度: 时间(min) 电导率Lt ℃;L0= ms/cm

℃;L0= ms/cm
Department of Chemistry
由(2)式得:
L0 Lt x( )C0 ---------(3) L0 L
将(3)式代入(1)得:
1 L0 Lt Lt L C0 K t
作 反应速率常数K。
L0 Lt Lt ~ t
直线关系图,从斜率求出
Department of Chemistry
Department of Chemistry
采用电导率法的依据:
(1)溶液中参与导电的离子只有OH-、Na+
和CH3COO-,随着反应进行,Na+浓度保持 不变,OH-则不断减少,而CH3COO-不断增 多,由于OH-的摩尔电导比离子的摩尔电 导大得多,因此,随着反应的进行,溶液 电导不断减少。 (2)在很稀溶液中,每种强电解质的电导 率L与浓度成正比,而且溶液的总电导率 等于溶液中各电解质电导率之和。
L0 C0 (t 0) L C0 (t ) -----------(2) Lt (C0 x) x (t t )
式中:α、β----与温度、溶剂、电解质NaOH及NaAc的性质有 关的比例常数; L0、L∞----反应开始和终了时溶液的总电导率; Lt----时间t时溶液的总电导率。
乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定

实验十四乙酸乙酯皂化反应速率常数及活化能的测定

实验十四乙酸乙酯皂化反应速率常数及活化能的测定

该反应是一个典型的二级反应,其速率方程可用下 式表示: (14—1) dx/dt = k(a – x)(b – x) 式中:a、b分别表示反应物酯和碱的初浓度; x为经t时间减少的酯和碱的浓度; k为反应速率常数。
当将反应物酯和碱采用相同的起始浓度a。则式 (14—1)简化为: dx/dt = k(a – x)2 积分后得 x kt = a (a − x) (14—2) 由式(14—2)可看出,原始浓度a是已知的,只要 测出t时的x值,就可算出反应速率常数k值。本实 验采用电导法测定时间和浓度的关系。
1.以κt对(κ0–κt)/t作图,由所得直线的 斜率求反应速率常数k。 2.用25℃和30℃两个温度下所得的k值,求 皂化反应的活化能Ea。
六、思考题
• 1.被测溶液的电导是哪些离子贡献的?反 应过程中溶液的电导为什么发生变化? • 2.为什么乙酸乙酯溶液要新配制? • 3.为什么要尽快测出第一个电导值?开始 反应时为什么测定时间间隔要短? • 4.κ∞如何求出?如果实验中不测κ0,用 什么办法可求出κ0值来? • 5.若乙酸乙酯与NaOH的起始浓度不等 时,应如何计算k值?
实验十四 乙酸乙酯皂化反 应速率常数及活化能的测定
一、实验目的
1.测定乙酸乙酯的皂化反应速率常数和活化 能。 2.了解二级反应的特点,学会用图解法求出 二级反应速率常数。 3.熟悉电导率仪的使用方法。
二、实验原理
乙酸乙酯皂化的反应式为:
CH3COOC2H5 + Na+ + OH– —→ CH3COO–+Na+ + C2H5OH
ln k2 / k1 = − Ea 1 1 ( − ) R T2 T1
三、实验仪器及试剂
电导率仪1台;25 ml移液管3支; 恒温装置1套;200 ml容量瓶1个; 双管反应电导池2个;去离子水; NaOH称量瓶1个; 铂电导电极1支;秒表一块。
  1. 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. 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. 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)。

乙酸乙酯皂化反应速率常数及活化能的测定
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
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。

其速率方程为
4.1
将速率方程积分可得动力学方程:
4.2
式中为反应物的初始浓度,为时刻反应物的浓度,为二级反应的速率常数。


对时间作图应为一直线,直线的斜率即为。

对大多数反应,反应速率与温度的关系可用阿仑尼乌斯经验方程来表示:
4.3
式中为阿仑尼乌斯活化能或叫反应活化能,为指前因子,为速率常数。

实验中若测得两个不同温度下的速率常数,由(4.3)式很容易得到:
4.4
由(4.4)式可求活化能。

乙酸乙脂皂化反应是二级反应

动力学方程为
4.5
由(4.5)式可以看出,只要测出t时刻的x值,c0为已知的初始浓度,就可以算出速率常数k2。

实验中反应物浓度比较低,因此我们可以认为反应是在稀的水溶液中进行,CH3COONa 是全部解离的。

在反应过程中Na+的浓度不变,OH-的导电能力比CH3COO-的导电能力大,随着反应的进行,OH-不断减少,CH3COO-不断增加,因此在实验中我们可以用测量溶液的电导(G)来求算速率常数k2。

体系电导值的减少量与产物浓度x的增大成正比:
4.6
4.7
式中为时溶液的电导,为时间时溶液的电导,为反应进行完全(→∞)时溶液的电导。

将(4.6)、(4.7)两式代入(4.5)式得:
整理得:
4.8
实验中测出及不同时刻所对应的,用对作图得一直线,由直线的斜率
可求出速率常数。

若测得两个不同温度下的速率常数,后,可用(4.4)式求出该反应的活化能。

三、仪器与试剂
1、仪器
电导率仪(附DJS-1型铂黑电极)1台;电导池1只;恒温水浴1套;停表1只;移液管(10ml)3只;磨口三角瓶(200ml)1个。

2、药品
NaOH水溶液(0.0200mol·dm-3);乙酸乙酯(A.R.);电导水。

四、实验步骤
1. 配制溶液
配制与NaOH准确浓度(约0.0200mol· L-1)相等的乙酸乙酯溶液。

其方法是:找出室温下乙酸乙酯的密度,进而计算出配制250mL0.0200mol· L-1(与NaOH准确浓度相同)的乙酸乙酯水溶液所需的乙酸乙酯的毫升数V,然后用lmL移液管吸取Vml乙酸乙酯注入250ml容量瓶中,稀释至刻度,即为0.0200 mol· L-1的乙酸乙酯水溶液。

2. 调节恒温槽
将恒温槽的温度调至(25.0±0.1)℃[或(30.0±0.1)℃]。

3. 调节电导率仪
4. 溶液起始电导率κ0的测定
在干燥的200ml磨口三角瓶中,用移液管加入50ml 0.0200 mol· L-1的NaOH溶液和同数量的电导水,混合均匀后,倒出少量溶液洗涤电导池和电极,然后将剩余溶液倒入电导池 (盖过电极上沿约2cm),恒温约15min,并轻轻摇动数次,然后将电极插入溶液,测定溶液电导率,直至不变为止,此数值即为κ0。

5. 反应时电导率κt的测定
用移液管移取50ml 0.0200mol· L-1的CH3COOC2H5,加入干燥的200mL磨口三角瓶中,用另一只移液管取50ml 0.0200 mol· L-1的NaOH,加入另一干燥的200ml磨口三角瓶中。

将两个三角瓶置于恒温槽中恒温15min,并摇动数次。

同时,将电导池从恒温槽中取出,弃去上次溶液,用电导水洗净。

将温好的NaOH溶液迅速倒入盛有CH3COOC2H5的三角瓶中,同时开动停表,作为反应的开始时间,迅速将溶液混合均匀,并用少量溶液洗涤电导池和电极,然后将溶液倒入电导池(溶液高度同前),测定溶液的电导率kt,在4min、6min、8min、10min、12min、15min、20min、25min、30min、35min、40min各测电导率一次,记下kt和对应的时间t。

6. 另一温度下κ0和kt的测定
调节恒温槽温度为(35.0±0.1)℃[或(40.0±0.1)℃]。

重复上述4、5步骤,测定另一温度下的κo和kt。

但在测定κt时,按反应进行4min、6min、8min、10min、12min、15min、18min、21min、24min、27min、30min测其电导率。

实验结束后,关闭电源,取出电极,用电导水洗净并置于电导水中保存待用。

五、数据的记录及处理
1、作图:
0t
t G G G G ∞
--~t,由斜率、截距,求k 。

2、根据两个温度下的k ,由21
2112ln
T a T k E T T k R
TT ⎛⎫-= ⎪⎝⎭
求Ea 。

1、每次更换电导池溶液时,都要用电导水淋洗电极和电导池,接着用被测溶液淋洗2~3次,注意不要接触极板,用滤纸吸干电极时,只吸电极底部和两侧,不要吸电极板。

2、电极引线不能潮湿,否则将测不准。

3、高纯水被盛入容器后应迅速测量,否则电导率变化很快,因空气中CO 2溶于水中,变为CO 32-。

4、盛被测溶液的容器必须清洁、无离子污染。

七、思考题
1、为何本实验要在恒温条件下进行,而且乙酸乙酯和氢氧化钠溶液在混合前还要预先加热?
2、反应级数只能通过实验来确定,如何从实验结果来验证乙酸乙酯皂化反应为二级反应?
3、乙酸乙酯皂化反应为吸热反应,在实验过程中如何处理这一影响而使实验得到较好的结果?
4、如果氢氧化钠和乙酸乙酯溶液均为浓溶液,能否用此方法求k 值?为什么?。

相关文档
最新文档