实验七 乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定演示教学

合集下载

电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数-图文

电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数-图文

电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数-图文实验报告化反应速率常数学院(系、部):化学化工实验课程名称:物理化学实验班级名称:06化工2W学生姓名:陆朝阳学生学号:06333216指导老师:陈老师实验时间:08—3—26一.目的要求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的速率常数,了解反应活化能的测定方法.二.基本原理乙酸乙酯皂化是一个二级反应,其反应式为:CH3COOC2H5NaOHCH3COOC2H5OHNa在反应过程中,各物质的浓度随时间而变.某一时刻的OH-离子浓度可用标准酸进行滴定求得,也可通过测定溶液的某些物理性质而得到.用电导仪测定溶液的电导值G随时间的变化关系,可以监测反应的进程,进而可求算反应的速率常数.二级反应的速率与反应物的浓度的2次方有关.若反应物CH3COOC2H5和NaOH的初始浓度相同(均设为c),设反应时间为t时,反应所产生的CH3COO和C2H5OH的浓度为某,若逆反应可忽略,则反应物和产物的浓度时间的关系为:CH3COOC2H5NaOHCH3COONaC2H5OHt=0cc00t=tc-某c-某某某t=∞→0→0→c→c上述二级反应的速率方程可表示为:d(c某)d某k(c某)(c某)(18.1)dtdt积分得:某11kt(18.2)kt或c(c某)c某c显然,只要测出反应进程中任意时刻t时的某值,再将已知浓度c代入上式,即可得到反应的速率常数k值.因反应物是稀水溶液,故可假定CH3COONa全部电离.则溶液中参与导电的离子有Na+、OH-和CH3COO等,Na+在反应前后浓度不变,OH-的迁移率比CH3COO的大得多.随着反应时间的增加,OH不断减少,而CH3COO不断增加,所以体系的电导值不断下降.在一定范围内,可以认为体系电导值的减少量与CH3COONa的浓度某的增加量成正比,即:t=t某=β(G0-Gt)(18.3)t=∞c=β(G0-G∞)(18.4)式中,G0和Gt分别是溶液起始和t时的电导值,G∞为反应终了时的电导值,β是比例系数.将(11.3)、(11.4)代入(11.2)得:ckt(G0Gt)[(G0G)(G0Gt)]G0Gt(18.5)GtG据上式可知,只要测出G0、G∞和一组Gt值,据(11.5)式,由(G0Gt)/(GtG)对t作图,应得一直线,从其斜率即可求得速率常数k值.三.仪器与试剂数字式电导率仪恒温水浴秒表双管电导池移液管(10mL)碘量瓶(100mL)洗耳球NaOH(0.0100、0.0200mol/L)CH3COONa(0.0100mol/L)CH3COOC2H5(0.0200mol/L)四.实验步骤1.开启恒温水浴电源,将温度调至所需值25℃。

物理化学皂化反应速率常数测定优秀课件

物理化学皂化反应速率常数测定优秀课件
上式中密度的量纲为kg.m-3,乙酸乙酯的温度T的量纲为℃。
物理化学实验—皂化反应速率常数测定
4.2 正式实验部分 4.2.1溶液起始电导率k0的测定
(1)50ml锥形瓶洗净烘干,加入50ml NaOH溶液,放入磁力 搅拌子。
(2)用电导水洗涤铂黑电极,尽量吸干后,然后插入锥形 瓶。溶液要淹没电极的电导池。 注意,不要擦拭铂黑。
物理化学实验—皂化 DDS-307型电导率仪 1台 DJS-1C型铂黑电极 1支
电导池
1个
秒表(或其他)
1只
2.药品 NaOH(分析纯)、乙酸乙酯(分析纯)、NaAc(分析纯)。
物理化学实验—皂化反应速率常数测定
四、实验部分 4.1 实验前准备部分
1、调节恒温槽至 25 或 30℃;或者实验室温度下实验 2.调节电导率仪,预热10分钟。 本次实验不校正电导池常数。
物理化学实验—皂化反应速率常数测定
3.反应进程中溶液的电导为什么发生变化?
4.如果以 G 0 G tG t G 对t作图求,还需知道 G ,怎样
测定简便?
浓度太大时,电导与浓度不成比例。
物理化学实验—皂化反应速率常数测定
八、文献参考值
k 2 C 0 7 .2 1 3 2 d 03m m 1o s 1l
如何测量反应进程中的浓度?
物理化学实验—皂化反应速率常数测定
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下降。
物理化学实验—皂化反应速率常数测定

物理化学实验乙酸乙酯皂化反应速度常数的测定

物理化学实验乙酸乙酯皂化反应速度常数的测定




电导池常
数旋扭
温度旋扭

示 灯
量程旋扭
开关
校正/测 量按键
调正旋扭
2. 使用方法
• (1)通电前,检查表针是否指零,如不指零,可调整表头调整螺丝, 使表针指零。
• (2)开启电源开关,指示灯亮后即可工作。 • (3)将温度旋扭打在被侧液体的温度处。 • (4)查看电导电极的电导池常数,将”电导池常数“旋扭打在此常
注意:每次测量时,先将电极用蒸馏水冲洗干净,再用滤 纸吸干后,才能将电极置于被测溶液中进行测量。
4.测定Gt 用微量注射器取49μl 乙酸乙酯迅速注射到装
有50mL 0.01mol·dm-3NaOH溶液的瓶 中,开始计时,前20分钟,每隔3min测 量一次电导值,20分钟后每隔5 min测量 一次电导值,共测60min。
……(5)
由(5)式可见,利用作图法(以
G0 Gt Gt G
对t作图)或计算法均可求此反应的
速度常数k。亦可将(5)式变为如下形式:
Gt
1 k c0
G0
Gt t
G
……(6)
Gt对
G0
Gt t
作图,可求得反应速度常数k。
由(2)式可知,本反应的半衰期t1/2为:
t1 / 2
1 k c0
……(7)
• 1. 通过电导法测定乙酸乙酯皂化反应速度 常数,求反应活化能。
• 2. 进一步理解二级反应的特点。 • 3. 掌握电导仪的使用方法。
二、基本原理
乙酸乙酯的皂化反应是一个典型的二级反应:
CH3COOC2H5 +OH- → CH3COO- + C2H5OH 设反应物乙酸乙酯与碱的起始浓度相同,则反应速率方程

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。

电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数

电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数

实验七 电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数一、实验目的1.了解电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数和活化能。

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.熟悉电导率仪的使用方法。

二、实验原理乙酸乙酯皂化反应是双分子反应,是一典型的二级反应,其反应方程式为CH 3COOC 2H 5+Na ++OH -= CH 3COO -+Na ++ C 2H 5OH在反应过程中,各物质的浓度随时间而改变(注:Na +在反应前后浓度不变)。

若乙酸乙酯的初始浓度为a ,氢氧化纳的初始浓度为b ,当时间为t ,各生成物的浓度均为x,此时刻的反应速度为dtdx=k(a -x)(b -x) ( 2-15-1) 式中,k 为反应的速率常数,将上式积分可得kt =b a -1ln )()(x b a x a b -- 为便于数据处理,使两种反应物的起始浓度相同,(a =b),则式(2-15-1)可以写成dtdx=k(a -x)2 (2-15-2) 将式(2-15-2)积分,得kt =)(x a a x- (2-15-3)不同时刻各物质的浓度可用化学分析法测出,例如分析反应中的OH -浓度,也可用物理法测量溶液的电导而求得。

在本实验中采用电导法来测定。

电导是导体导电能力的量度,金属的导电是依靠自由电子在电场中运动来实现的,而电解质溶液的导电是正、负离子向阴极、阳极迁移的结果。

本实验中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的数值。

反应中Na +的浓度始终不变,它对溶液的电导具有固定的贡献,而与电导的变化无关。

体系中只是OH -和CH 3COO -的浓度变化对电导的影响较大,由于OH -的迁移速度约是CH 3COO -的5倍,所以溶液的电导随着OH -的消耗而逐渐降低。

若令G 0、G t 、G ∞分别表示反应起始时、反应时间t 时、反应终了时溶液的电导,显然G 0是浓度为a 的NaOH 溶液的电导,G ∞是浓度为a 的CH 3COONa溶液的电导,G t 是浓度为(a-x)的NaOH 溶液与浓度为x 的CH 3COONa 溶液的电导之和。

乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定实验报告(详细参考)

乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定实验报告(详细参考)

学号:201114120222基础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应用化学二班班级 03 组号实验人姓名: xx同组人姓名:xxxx指导老师:李旭老师实验日期: 2013-10-29湘南学院化学与生命科学系一、实验目的: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DDS-11A 型数字电导率仪和控温仪使用方法。

二、实验原理:1、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2)(x a K dtdx-= (1) 式中x 为时间t 反应物消耗掉的摩尔数,上式定积分得:xa x ta K -=·1 (2) 以t xa x~-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产物的浓度,即可求得该反应的速率常数。

如果知道不同温度下的速率常数k (T 1)和k (T 2),按Arrhenius 公式计算出该反应的活化能E⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯=122112)()(ln T T T T R T K T K E a (3) 2、乙酸乙酯皂化反应是二级反应,其反应式为:OH -电导率大,CH 3COO -电导率小。

因此,在反应进行过程中,电导率大的OH -逐渐为电导率小的CH 3COO -所取代,溶液电导率有显著降低。

对稀溶液而言,强电解质的电导率L 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。

如果乙酸乙酯皂化在稀溶液下反应就存在如下关系式:a A L 10= (4)a A L 2=∞ (5) x A x a A L t 21)(+-= (6)A 1,A 2是与温度、电解质性质,溶剂等因素有关的比例常数,0L ,∞L 分别为反应开始和终了时溶液的总电导率。

t L 为时间t 时溶液的总电导率。

物化设计实验——乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定

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。

用准一级反应的方法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数精品PPT课件

用准一级反应的方法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数精品PPT课件

CH3COONa 全部电离.则溶液中参与导电的离子有Na+、OH-和CH3COO
等,Na+在反应前后浓度不变,OH-的迁移率比CH3COO 的大得多.随着反
应时间的增加,OH-不断减少而 CH3COO 不断增加,所以体系的电
导值不断下降.在一定范围内,可以认为体系电导值的减少量与 CH3COONa 的浓度 x的增加量成正比,即:
(k0-kt)/(kt-k∞)
(k0-kt)/(kt-k∞)
二级法所测的数据
3.5
25℃
3.0
2.5
2.0
Y=0.1485+0.08854X
1.5
1.0
0.5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
T/min
3.5
35℃
3.0
2.5
2.0
Y=0.13009+0.12462X
1.5
1.0
0.5
实验目的 实验原理 仪器试剂 实验步骤 演 示 注意事项 思考题
实验中遇到的问题和解决方法
1. 实验过程中如何保证所需NaOH的浓度准确,实验中所需要的NaOH 的浓度并不是通过容量瓶进行配置的,因为所需的浓度都是已给浓 度的一半,所以只需要取相同体积的溶液加相同体积的蒸馏水就可 以了,而如何保证所加的两种液体体积相同,则靠相同的刻度的吸 量管和移液管来实现。
35℃ 时间/min kt/*10-6s/cm 时间/min
Kt/*10-6s/cm Ko/*10-6s/cm
1.5 169.8 9.5 105.1
2.5
3.5
152.6
139
10.5
11.5
102.9
101.2
  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)。

实验七乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定
实验七乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定
[日期:2008-06-1
来源:作者:[字体:大中小] 8]
乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定
一、目的及要求
1、测定皂化反应中电导的变化,计算反应速率常数。

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、熟悉电导率仪的使用。

二、原理
乙酸乙酯的皂化反应为二级反应:
CH3COOC2H5+NaOH=CH3COONa+C2H5OH
在这个实验中,将CH3COOC2H5和NaOH采用相同的浓度,设a为起始浓度,同时设反应时间为t时,反应所生成的CH3COONa和C2H5OH的浓度为x,那么CH3COOC2H5和NaOH的浓度为(a-x),即
CH3COOC2H5+NaOH= CH3COONa+ C2H5OH
t=0时, a a 0 0
t=t时, a-x a-x x x
t→∞时, 0 0 a a
其反应速度的表达式为:
dx/dt=k(a-x)2
k—反应速率常数,将上式积分,可得
kt=x/[a(a-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是全部电离的,因此对体系电导值有影响的有Na+、OH-和CH3COO-,而Na+、在反应的过程中浓度保持不变,因此其电导值不发生改变,可以不考虑,而OH-的减少量和CH3COO-的增加量又恰好相等,又因为OH-的导电能力要大于CH3COO-的导电能力,所以体系的电导值随着反应的进行是减少的,并且减少的量与CH3COO-的浓度成正比,设L0—反应开始时体系的电导值,L∞—反应完全结束时体系的电导值,L t—反应时间为t时体系的电导值,则有
t=t时, x=k'(L0-L t)
t→∞时, a=k'(L0-L∞)
k'为比例系数。

代入*式得
L t=1/ka×[(L0-L t)/t]+ L∞
以L t对(L0-L t)/t作图,得一直线,其斜率为1/ka,由此求得k值。

三、实验仪器和试剂
恒温水浴一套,电导率仪一台,秒表一只,羊角型电导池一支,移液管一支,试管一只,移液管(10mL)二只,移液管(2mL带刻度)一只,容量瓶(50mL)一只,容量瓶(1000mL)一只,0.1mol NaOH溶液,乙酸乙酯(A.R)分子量88.11,密度
0.9002L/ml)。

K1:电源开关 K4:校正调节 K7:电极常数调节
K2:高周、低周开关 K5:量程选择开关 C1:电极插口
K3:校正、测量开关 K6:电容补偿调节 C2:10毫伏输出
四、实验步骤
1.溶液的配制
1.1氢氧化钠溶液的配制
用移液管吸取10 mL NaOH标准溶液于50mL容量瓶中稀释至刻度,摇匀。

1.2乙酸乙酯的配制(4组配1瓶)
乙酸乙酯的毫升数=[(NaOH标准溶液浓度/5)×88.11]/0.9
先取500mL蒸馏水加入1000mL容量瓶中,加入计算所得的乙酸乙酯的毫升数,加水稀释至刻度摇匀。

2.将恒温槽的温度调至25℃
2.1打开恒温槽电源,看设定温度的黄字如果是25℃可不调,直接打开电源即可(如果不是25℃按功能键,使红色数字变成SP,这时按△升温,▽降温键,使黄字变为25.00)。

然后按功能键使其显示温度。

3. L0的测定
用移液管量取NaOH和蒸馏水各10mL加入试管中,置于恒温槽中恒温。

待恒温10分钟测电导率。

测定方法:
打开数显电导率仪,仪器自动显示标准。

将电极插入试管中,将温度补偿调至25℃。

将电导池常数调到对应位置(如常数为0.98,常数调为9.8)。

按动“标准/测量”键,进行测量,此时电导率仪显示数字就是L0的值(用蒸馏水冲洗电极后擦干备用)。

4. L t的测定
将10mLNaOH和10mL乙酸乙酯分别加入羊角型电导池中(两种溶液不能混合)。

恒温十分钟后将两种溶液混合,同时用秒表记录下反应时间。

并在两管中混合3次。

把电极插入立管中,并在2、4、6、9、12、15、20、25、30、40、50、60分钟读取电导率L t。

12组数读完后关闭恒温槽电源,关闭电导率仪。

实验结束。

实验完毕后,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、L t、L0-L t及(L0-L t)/t等数据列于下表:
实验温度:25℃气压:98.39kPa L0:1.934 ms/cm
t/min L
t/(
ms∙cm-
1)
(L
-L
t
)/(ms∙cm-1)
[L
-L
t
/t]/(ms∙cm-1∙min-
1)
2 1.7930.1410.0705
4 1.7000.2340.0585
6 1.6120.3220.0537
9 1.5060.4280.0476
12 1.4250.5090.0424
15 1.3610.5730.0382
20 1.2780.6560.0328
25 1.2140.7200.0288
30 1.1590.7750.0258
40 1.0750.8590.0215
50 1.0220.9120.0182
600.9810.9530.0159 2、以L t对(L0-L t)/t作图,由所得直线斜率,求出反应速率常数k。

随手盖上瓶塞殊为重要。

4、乙酸乙酯溶液要重新配制,因放置过久,能自行缓慢水解而影响结果。

七、思考题
1、若需测定L∞值,可如何进行?
答:干燥大试管中加入约5毫升0.01 mol·dm-3乙酸钠,恒温后(约15分钟)读数。

2、若欲计算本反应的活化能,作何种测定?
答:若由实验求得两个不同温度下得速率常数k,则可利用公式:
计算出反应的活化能E。

不同温度下乙酸乙酯皂化反应速率常数文献值
t℃ k(L·mol-1·min-1)t℃ k (L·mol-1·min-1)t℃ k (L·mol-1·min-1)。

相关文档
最新文档