乙酸乙酯皂化反应速率系数测定_72100779
乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定实验报告
乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定实验报告乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定实验报告引言:皂化反应是化学中一种常见的酯水解反应,通过酸催化下的水解反应,可以将酯转化为相应的醇和酸。
本实验旨在通过测定乙酸乙酯的皂化反应速率常数,探究反应速率与反应物浓度的关系,以及酸催化对反应速率的影响。
实验方法:1. 实验装置:实验室常规玻璃仪器设备,包括反应瓶、温度计、搅拌器等。
2. 实验药品:乙酸乙酯、氢氧化钠溶液、稀硫酸溶液。
3. 实验步骤:1)将100 mL 反应瓶洗净并干燥。
2)称取适量乙酸乙酯(约10 mL)加入反应瓶中。
3)加入适量氢氧化钠溶液,并用温度计测量反应混合物的初始温度。
4)快速搅拌反应混合物,并记录反应开始的时间。
5)在一定时间间隔内,取出反应混合物的一小部分,加入稀硫酸溶液中,使反应停止。
6)用酸碱指示剂检测溶液的酸碱性,当溶液呈酸性时,停止取样。
7)重复以上步骤,记录不同时间点的反应混合物的酸碱性。
实验结果:根据实验数据,我们可以得到反应混合物的酸碱性随时间的变化曲线。
通过测量不同时间点的酸碱性,我们可以计算出反应速率常数。
实验讨论:1. 反应速率与反应物浓度的关系:通过实验数据的分析,我们可以得到反应速率与反应物浓度之间的关系。
根据反应速率方程,反应速率与反应物浓度的关系可以表示为一个指数函数。
在本实验中,我们可以通过改变乙酸乙酯的初始浓度,来观察反应速率的变化。
实验结果表明,反应速率与乙酸乙酯浓度呈正相关关系,即乙酸乙酯浓度越高,反应速率越快。
2. 酸催化对反应速率的影响:在皂化反应中,酸催化可以显著加快反应速率。
通过实验数据的对比分析,我们可以得出酸催化对反应速率的显著影响。
在实验中,我们可以通过添加不同浓度的酸催化剂,比如稀硫酸溶液,来观察反应速率的变化。
实验结果表明,酸催化剂的浓度越高,反应速率越快。
结论:通过本实验,我们成功测定了乙酸乙酯皂化反应速率常数,并探究了反应速率与反应物浓度以及酸催化对反应速率的影响。
乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定的实验报告
实验七乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定[日期:2008-06-18] 来源:作者:[字体:大中小]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+ C2H5OHt=0时, a a 0 0t=t时,a-x a-x x xt→∞时,0 0 a a其反应速度的表达式为:dx/dt=k(a-x)2k—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CH3C OONa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8 8.11,密度0.9002L/ml)。
乙酸乙酯皂化反应速率常数测定实验报告(详细参考)
乙酸乙酯皂化反应速率常数测定实验报告(详细参考)
对乙酸乙酯与皂化剂反应的速率常数测定实验可以提供一个有价值的例子,以表明如
何应用化学反应动力学原理,以及如何从一个结果中获得化学反应的基本特性。
该实验的
目的是测量乙酸乙酯反应的速率常数k及其催化剂的活性。
与本实验有关的化学反应可以
用下式表示:
A+B→C
在本实验中,A是乙酸乙酯,B是皂化剂,C是水乙酸乙酯。
该实验将采用循环注射法,通过一系列实验来测量乙酸乙酯反应的速率常数。
实验中采用的设备为自动反应器,其设定条件如下:温度25℃,时间点1min,水乙
酸乙酯反应方程式为1:1(mole.)。
实验中的其他条件包括:0.15mol/L乙酸乙酯的浓度、0.2mol/L皂化剂的浓度以及0.1 mol/L催化剂的浓度。
实验结果表明,当实验温度稳定在25°C时,反应速率常数k可以接近0.0670/min;当催化剂浓度改变时,反应速率也会发
生变化,催化剂浓度越高,反应速率k值也越高。
经过分析讨论,可以得出结论:实验所测量的乙酸乙酯反应的速率常数k可以接迗
0.0670/min,实验中乙酸乙酯反应的活性取决于催化剂的浓度,催化剂浓度越高,反应速
率k值也越高。
本实验的研究表明,实验结果能够提供有用的特性数据,可以为乙酸乙酯与皂化反应
研究和进一步应用提供有价值的贡献。
乙酸乙酯皂化反应速率系数测定数据处理方法
乙酸乙酯皂化反应速率系数测定数据处理方法乙酸乙酯是一种常用的有机溶剂,在化工、制药、涂料等行业中广泛应用。
乙酸乙酯皂化反应是乙酸乙酯与钠氢氧化物发生的一种化学反应,反应产物为乙酸钠和乙醇。
皂化反应速率系数是研究该反应的关键参数之一,它反映的是化学反应在单位时间内变化的速度。
本文将介绍乙酸乙酯皂化反应速率系数的测定和数据处理方法。
一、实验装置和操作流程实验装置:皂化反应器、加热板、恒温水浴、电子天平、温度计等。
操作流程:1.量取一定质量的乙酸乙酯和钠氢氧化物,分别置于皂化反应器中。
2.将皂化反应器放置于恒温水浴中,预热至一定温度。
3.开始记录皂化反应器温度,反应时间等参数数据。
4.当观察到反应产物时,停止反应。
5.取出反应产物,用去离子水洗净,过滤去残留物。
6.将过滤液滴加入酸性酚酞指示剂中,直至颜色变为深红色。
7.加入盐酸溶液,使酚酞指示剂变为黄色。
8.用标准氢氧化钠溶液滴定。
二、数据处理方法1.数据清洗在测量皂化反应速率系数时,实验中得到的数据伴随着一些误差,需进行数据清洗。
数据清洗的流程包括数据检查、异常值排除、缺失值处理、数据完整性检测等。
只保留有效的数据,排除不必要的数据。
2.数据预处理数据预处理的主要任务是对原始数据进行处理,使其更加符合皂化反应速率系数的规律性。
通常的技巧包括数据平滑、插值等方法。
数据预处理是数据分析的重要步骤,在数据预处理之后,可以进行更深入、更有意义的数据分析。
3.数据分析数据分析是为了对皂化反应速率系数数据进行统计和建模。
数据分析的过程中,常常需要进行可视化展示,并进行数据分布情况分析、相关性分析、聚类分析、回归分析等。
数据处理的关键在于精确、规范、完备的数据操作及分析过程。
对于测定乙酸乙酯皂化反应速率系数的数据,上述的方法是其中的重要步骤,只有在数据处理清洗完美的情况下才能得出真正可信的结果。
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宁波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. 了解用电导法测定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 +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,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(T1)和k(T2),按阿仑尼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)(2.9.3)2. 乙酸乙酯皂化反应是二级反应,反应式为: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应,由斜率即可求出反应速率常数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·dm-3),NaOH标准溶液(0.0212 mol·dm-3)。
实验三乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定
实验十乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定1.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-11AT型数字电导率仪和控温仪使用方法。
2.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(1)式中x为时间t反应物消耗掉的摩尔数,上式定积分得:(2)以作图若所得为直线,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(T1)和k(T2),按Arrhenius公式计算出该反应的活化能E(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,CH3COO-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CH3COO-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。
如果乙酸乙酯皂化在稀溶液下反应就存在如下关系式:(4)(5)(6)A1,A2是与温度、电解质性质,溶剂等因素有关的比例常数,κ0,κ∞分别为反应开始和终了时溶液的总电导率。
κt为时间t时溶液的总电导率。
由(9.4),(9.5),(9.6)三式可得:代入(2)式得:(7)重新排列即得:因此,以作图为一直线即为二级反应,由直线的斜率即可求出k,由两个不同温度下测得的速率常数点k (T1),k(T2),求出该反应的活化能。
3.仪器与药品DDS-llA(T)型电导率仪(附DIS一型铂黑电极)1台,停表1只,恒温水槽1套,叉形电导池2只,移液管(25mL,胖肚)1根,烧杯(50mL)1只,容量瓶(100mL)1个,称量瓶(25mm×23mm)1只。
乙酸乙酯(分析纯)。
氢氧化钠(O.0200mol/L)。
乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定实验报告
乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定实验报告乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定实验报告引言:皂化反应是一种重要的有机化学反应,通过碱与酯的反应,生成相应的醇和盐。
乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定是研究皂化反应动力学的关键实验之一。
本实验旨在通过测定乙酸乙酯与氢氧化钠溶液反应的速率常数,探究该反应的动力学特性。
实验方法:1. 实验器材准备:取得所需的实验器材,包括烧杯、移液管、试管、滴管等。
2. 实验液体制备:准备一定浓度的氢氧化钠溶液,并称取适量的乙酸乙酯。
3. 实验操作:将一定量的氢氧化钠溶液倒入烧杯中,加热至适宜的温度。
然后,将乙酸乙酯滴入溶液中,同时记录下滴加的时间。
在滴加过程中,用试管定期取出少量反应液,加入酚酞指示剂,观察颜色变化。
4. 数据记录:根据实验操作过程中的数据记录,计算出不同时间点下的反应物浓度。
实验结果:根据实验数据,我们得到了乙酸乙酯与氢氧化钠溶液反应的速率常数。
通过绘制反应物浓度与时间的关系曲线,我们可以观察到反应速率的变化趋势。
在实验过程中,我们还注意到了反应温度对反应速率的影响,并进行了相应的分析。
讨论与分析:根据实验结果,我们可以得出以下结论:1. 反应速率随时间的增加而逐渐减小,呈现出指数衰减的趋势。
这符合化学反应动力学中的经典理论,即反应速率与反应物浓度的指数关系。
2. 反应温度对反应速率有显著影响。
在实验过程中,我们可以观察到在较高温度下,反应速率更快,反应物浓度下降更迅速。
这是因为高温加快了反应物分子的碰撞频率和能量,从而促进了反应的进行。
3. 乙酸乙酯皂化反应的速率常数可以通过实验数据计算得出,并且可以用于描述该反应的动力学特性。
通过测定不同条件下的速率常数,我们可以进一步研究该反应的影响因素。
结论:通过本实验,我们成功测定了乙酸乙酯皂化反应的速率常数,并观察到了反应速率与时间、温度的关系。
这一实验为进一步研究皂化反应的动力学特性提供了基础数据。
同时,我们也意识到实验中可能存在的误差和改进的空间,例如实验条件的控制和数据处理的精确性等。
乙酸乙酯皂化反应速率系数测定
乙酸乙酯皂化反应速率系数测定姓名:张冶学号:班级:化21同组实验者:努尔艾力·麦麦提实验日期:2014-10-23提交报告日期:2014-10-30实验教师:麻英1引言1.1 实验目的a.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。
b. 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。
c.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:c 0为反应物的初始浓度;c 为t 时刻反应物的浓度;k 2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k 2。
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:E a 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 RT T ⎛⎫ ⎪⎝⎭(5) 由(5)就可以求出活化能E a 。
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,c 0c 0 0 0 t=t 时,c 0−x c 0−x xxt=∞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κ0、κt 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 κ 20=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0t00-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κt 对(κt −κ∞)t 作图可得一直线,直线的斜率为−k 2c 0,由此可以得到反应速率系数k 2。
乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定实验报告(1)
乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定实验报告 (1)乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定一、实验目的1、用电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数及活化能。
2、了解二级反应的特点。
3、了解电导率仪的构造,掌握其使用方法。
二、实验原理乙酸乙酯皂化反应方程式为:CH3COOCH2CH3 + OH- == CH3COO- + CH3CH2OH t=0 a a 0 0t=t a-x a-x x xt=∞ 0 0 a a乙酸乙酯皂化反应属二级反应,为使实验简化处理,加入的两反应物浓度相同,反应的速率方程为:设乙酸乙酯和氢氧化钠的转化率为x,初始浓度a=cA,0,则当转化率x=0时,所测电导率为氢氧化钠溶液的贡献,则:当转化率x=1时,所测电导率为乙酸钠溶液的贡献,则:当转化率x在0到1之间时,所测电导率为氢氧化钠和乙酸钠溶液的贡献,则:这里的A1,A2为与温度、试剂、电解质NaOH和NaAC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;κt为时间t时溶液的总电导率。
结合(1) (2) (3)式可得:以κt对(κ0-κt)/t作图可得一直线,其斜率等于1/(k?a)。
由此可求得反应速率常数k。
当把电导率仪的输出与记录仪连接,就可自动记录电导的变化。
这时记录纸上的峰高将与电导成正比。
因此用峰高代替电导代入上式同样可求得k值。
根据需要将量程调至合适的测量档(由于NaOH和醋酸钠都是强电解质,所以量程调至20 mS?cm-1档)。
用一个已在红外干燥箱中干燥的洁净烧杯配制0.0500 mol/L的NaOH,测量值作为反应初始的电导率值(即κ0)。
三、实验仪器恒温糟,电导率仪(DDS-307型或DDS-11A型),大口瓶,25ml单标线移液吸管,电导池,烧杯,洗耳球,50ml注射器,带乳胶管的橡皮塞。
四、实验步骤1、利用恒温槽控制反应温度(复习恒温槽的操作方法)2、配制反应液采用称重法配制0.1000 mol/L的NaOH和乙酸乙酯溶液。
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的测定实验报告
乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定实验报告一、实验目的1、了解用电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数的原理和方法。
2、学习使用电导率仪并掌握其操作技术。
3、加深对化学反应动力学的理解,掌握数据处理和分析的方法。
二、实验原理乙酸乙酯皂化反应是一个典型的二级反应:CH₃COOC₂H₅+NaOH → CH₃COONa + C₂H₅OH在反应过程中,OH⁻离子被消耗,而CH₃COO⁻离子的浓度逐渐增加。
由于OH⁻和CH₃COO⁻的离子电导不同,因此可以通过测量溶液电导率的变化来跟踪反应进程。
在稀溶液中,电导率与离子浓度成正比。
设反应物初始浓度均为a,经过时间 t 后,反应物浓度分别为 x,则产物浓度为(a x)。
根据二级反应的速率方程:1/(a x) 1/a = kt又因为电导率与浓度成正比,设反应开始时溶液的电导率为κ₀,反应完全结束时溶液的电导率为κ∞,在时间 t 时溶液的电导率为κt,则:κt =κ₀(κ₀κ∞)x/a将上式变形可得:(κ₀ κt)/(κt κ∞)=(a x)/x = akt通过测定不同时间 t 时的κt,以(κ₀ κt)/(κt κ∞)对 t 作图,可得一直线,其斜率即为反应速率常数 k。
三、实验仪器与试剂1、仪器电导率仪恒温水浴槽秒表移液管(10mL、25mL)容量瓶(100mL)烧杯(100mL、250mL)2、试剂00200mol/L 氢氧化钠标准溶液00200mol/L 乙酸乙酯溶液(新鲜配制)四、实验步骤1、调节恒温水浴槽温度至 250 ± 01℃。
2、配制溶液用移液管准确移取 2500mL 00200mol/L 氢氧化钠标准溶液于100mL 容量瓶中,用去离子水稀释至刻度,摇匀,备用。
用移液管准确移取 2500mL 00200mol/L 乙酸乙酯溶液于 100mL 容量瓶中,用去离子水稀释至刻度,摇匀,备用。
3、测定κ₀将上述配制好的氢氧化钠溶液倒入干净的干燥的烧杯中,放入恒温水浴槽中恒温 10 分钟。
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。
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实验报告
学号:0222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)()(lnT 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,溶液电导率有显着降低。
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。
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、要求1、掌握反应速率常数及活化能的测定原理及方法2、学会电导率仪的使用二、实验原理乙酸乙酯皂化反应是二级反应,其反应方程式为:CH3COOC2H5+ OH- CH3COO- + C2H5OHOH-电导率大,CH3COO-电导率小。
因此,在反应进行过程中,溶液电导率有显著降低。
对稀溶液而言,强电解质的电导率与其浓度成正比,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:c0 ∝κ0-κ∞c t ∝κt-κ∞c0 - c t ∝κ0-κt其中c为NaOH的浓度。
由二级反应动力学方程式v=kc A2可以推导出κt = (1/c0k)(κ0-κt)/t +κ∞以κt对(κ0-κt)/t作图得一直线,斜率为1/c0k,即可求出k。
由两个不同温度下测得的速率常数k(T1)、k(T2),求出该反应的活化能。
三、使用仪器、材料电导率仪,恒温槽、秒表、移液管、容量瓶、磨口三角瓶,NaOH(0.02M),乙酯乙酯,电导水四、实验步骤1、恒温槽温度设定35 o C2、取20 ml 0.02M NaOH + 20 ml水,混合恒温10 min,测电导率3、分别取20 ml NaOH和0.02M乙酸乙酯溶液于两个锥形瓶中恒温10 min,然后将NaOH迅速倒入乙酸乙酯中,开始计时。
4、测量4,6,8,10,12,15,20,25,30,35,40 min时的电导率,记下电导率和相应的时间。
5、将水槽温度设为35 o C,重复1-4步。
6、处理实验数据,计算30 o C和35 o C下的反应速率常数,并推算反应活化能。
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。
乙酸乙酯皂化反应速率系数测定
实验22 乙酸乙酯皂化反应速率系数测定一、实验目的1.用电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率系数及活化能。
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.了解电导率仪的构造,掌握其使用方法。
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CH 3COOC 2H 5+NaOH→CH 3COONa+C 2H 5OHt=0时, 0c 0c 0 0t=t 时, 0c -x 0c -x x xt =∞时, 0 0 x →0c x →0c -x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20)(x c k dtdx -= 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)(100x c c x t k -= (1) 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k0、kt 、k ∞分别代表时间为0、t 、∞时的(反应完毕)时溶液的电导率,则在稀溶液中有:xA x c A c A c A t 201010)(2+-===∞κκκ 式中A1和A2是与温度、溶剂和电解质的性质有关的比例常数。
由上三式可得: 000c x t ∞--=κκκκ (2)将(2)式代入(1)式得:∞--∙∙=κκκκt t c t k 001 整理上式得:00)(κκκ+--=∞t t t kc k (3)以κt 对〔κt —κ∞)t 作图可得一直线,直线斜率为—kc 0,由此可求得反应速率系数k 0。
当把电导牢仪的输出与记录仪连接时,就可自动记录电导率随时间的变化。
由于记录曲线的峰高与电导串成线性关系,因此用峰高代替电导率,(3)式仍然成立。
溶液的电导(对应于某一电导池)与电导率成正比,因此以电导代替电导率,(3)式也成立。
本实验既可采用电导率仪,也可采用电导仪。
反应速率系数k 与温度T 的关系一般符合阿累尼鸟斯公式:B RTE k k a +-=][ln (4) 式中Ea 为反应的表观活化能。
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乙酸乙酯皂化反应速率系数测定
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:
0c t 22c 0dc -=k dt c ⎰⎰ (2)
20
11-=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:
a E 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 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) 2001x k =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0κ、t 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 κ
20=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
0t 0
0-x=
-c -κκκκ∞ (8) 将(8)式代入(7)式得: 0t 20t -1k =
t c -κκκκ∞g g (9) 整理上式得到
t 20t 0=-k c (-)t+κκκκ∞ (10)
以t κ对t (-)t κκ∞作图可得一直线,直线的斜率为20-k c ,由此可以得到反应速率系数2k 。
溶液中的电导(对应于某一电导池)与电导率成正比,因此以电导代替电导率,(10)式也成立。
本实验既可采用电导率仪,也可采用电导仪。
实验用品
计算机及接口一套(或其他电导数据记录设备);DDS-11A 型电导率仪一台;恒温槽一套;混合反应器3个;电导管2个;20ml 移液管2支;10ml 移液管2支;0.2ml 移液管1支;100ml 容量瓶1个;洗耳球一个。
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滴定);0.01mol ·dm -3NaAc 溶液(此浓度值为NaOH 标准溶液的一半);乙酸乙酯(AR );新鲜去离子水或蒸馏水。
实验步骤
1. 乙酸乙酯溶液的配制
配制100ml 乙酸乙酯溶液,使其浓度与氢氧化钠标准溶液相同。
乙酸乙酯的密度根据下式计算:
233)/(1095.1)/(168.154.924)/(℃℃-t t m kg ⨯⨯-⨯-=⋅-ρ
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
将混合反应器(如图1所示)置于恒温槽中,用20ml 移液管移取氢氧化钠标准溶液于1池中,再移取20 ml 乙酸乙酯溶液于2池中,将电导电极插入2池,恒温约10分钟,用洗耳球使1、2池中溶液混合均匀并立即开始电导数据采集,约20分钟后即可停止实验。
取适量醋酸钠溶液于电导管中,插入电导电极,恒温后测定醋酸钠溶液的电导率К∝。
(应多次测量,直到显示数据没有太大变化为止)
升高温度3~5℃,重复以上步骤测定反应电导率的变化,直到35℃左右。
图1:混合反应器示意图
数据处理
1. 从保存的数据文件中选取相应的t κ和t ,以t κ对t (-)t κκ∞作图,由直线斜率求出相应
温度下的反应速率系数k 2。
2. 以不同温度下的ln k 对1/T 作图,由直线斜率求出活化能a E 。
思考题
1. 配制乙酸乙酯溶液时,为什么在容量瓶中要先加入部分蒸馏水?
2. 为什么乙酸乙酯和NaOH 溶液浓度必须足够稀?请推导出公式010c A =κ中A 1的表达
式,从而说明其为常数的条件。
3. 若配制溶液时用的不是去离子水,电导管和混合器未洗干净,对实验结果有影响?
4. 预先单独用NaOH 溶液来调整电导率仪有何作用?
5. 设计思想是什么?请提出其他的混合方法。
6. 如何用化学方法来测定此反应速率常数?
注意事项
(1)温度的变化会严重影响反应速率,因此一定要保证恒温。
(2)不要敞口放置NaOH 溶液,以防吸收空气中CO 2,使其浓度变化。
(3)混合过程既要快速进行,又要小心谨慎。
不要将溶液挤出混合器。
进一步的讨论
(1)如果恒温槽的温度波动太大,会对皂化反应的速率与作图时的线性产生较大影响。
(2)如果配制溶液时所用的蒸馏水存放已久,其中会溶解一部分的CO 2,与溶液中的NaOH 发生反应,降低NaOH 溶液浓度。
实验用的蒸馏水应当煮沸,最好用新生产的去离子水。
(3)冬季进行本实验,可将配制溶液的容量瓶一同置于恒温槽内恒温,并用温度计测量溶液的温度,以判断双管电导池内的溶液温度。
(4)皂化反应曲线随着时间的延长,会出现偏离二级反应的现象。
对此,有的研究者认为,“皂化反应是双分子反应”的说法欠妥,此反应是一种“表观二级反应”;随着反应时间的延长,反应的可逆性对总反应的影响逐渐变得明显[1]。
有的研究者认为,皂化反应中还存在盐效应,即某些中性盐的存在会降低其速率系数,因此,皂化反应实验的时间以半小时为宜,至多不能超过40min [2]。
(5)数据处理方法比较
电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率系数是一种较为通用的方法,但数据处理方法有很多种。
除按照上面的方法计算外,还可以对其进行整理变换,得到下式:
0t 20
t -=k c t -κκκκ∞ (11) 以0t t (-)/(-)κκκκ∞对t 作直线,由斜率求得k 2。
0t t 0-1=+kc t
κκκκ∞ (12) 以t κ对0t (-)/t κκ作直线,由斜率求得k 2。
0t 00kc 11=t+---κκκκκκ∞∞∞
(13) 以t 1/(-)κκ∞对t 作直线,由斜率及0(-)κκ∞求得k 2。
0(-)κκ∞可以不用测量,而由截距求得。
在上述几种计算方法中,有些要用到反应起始时的电导率0κ,这需要将电导率随时间变化曲线外推至起始混合时间而得到。
外推过程往往会引入误差,这便是公式(11)、(12)不足之处。
公式(12)计算过程不需要κ∞,省略了NaAc 溶液的配制及其电导率的测量,
但公式中有0t (-)/t κκ,由于反应初期阶段,t 值较小,电导率测量的误差将会给0t (-)/t κκ带来较大的误差,从而影响到k 值的计算。
参考文献
[1] 李德忠,化学通报,1992,(9) 53-55。
[2] 金家骏,化学通报,1974,(3);1981,(11)。
[3] 清华大学化学系物理化学实验编写组,《物理化学实验》,p. 201-209,清华大学出版社,
1991年。
[4]
淮阴师范学院化学系,《物理化学实验》,p. 141-148,高等教育出版社,2002年。