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电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数

基础化学实验 Ⅲ （物理化学实验）. 电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数. 知识点及实验技能训练要点. 知识点：. 反应级数、二级反应速率方程、反应速率常数. 实验技能训练要点：. 电导率仪的使用、恒温水浴的使用 （首次训练）. 一、实验目的. 二、实验原理. 三、实验步骤. 四、注意事项. 五、实验总结. 六、实验延伸. 七、思考题. 一、实验目的. 1 、用电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数、反应级数 2 、学会用图解法求二级反应的速率常数 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典型的二级反应，其反应如下：.

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电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数

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Presentation Transcript

  1. 基础化学实验Ⅲ （物理化学实验） 电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数

  2. 知识点及实验技能训练要点 知识点： 反应级数、二级反应速率方程、反应速率常数 实验技能训练要点： 电导率仪的使用、恒温水浴的使用（首次训练）

  3. 一、实验目的 二、实验原理 三、实验步骤 四、注意事项 五、实验总结 六、实验延伸 七、思考题

  4. 一、实验目的 1、用电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数、反应级数 2、学会用图解法求二级反应的速率常数 3、学会使用电导率仪和恒温水浴

  5. 二、实验原理 乙酸乙酯皂化反应是典型的二级反应，其反应如下： CH3COOC2H5 + NaOH CH3COONa + C2H5OH 当 t = 0 时 c c 0 0 t = t时 c-x c-x x x t →∞时 →0　 →0 →c →c 该反应的动力学方程式为： 积分得：

  6. 或 k为反应速率常数。由实验测得不同时刻t的x值，则可求出不同时刻t的k值。若k值为常数，则可证明该反应为二级反应。 若以 (1/c-x)对t作图得一直线，也可证明是二级反应，并可从直线的斜率求出k值。 该实验是用电导率仪来间接测定x值的。

  7. 该反应体系中仅有NaOH和CH3COONa是电解质。Na+在反应前后浓度不变。而OH-的电导率比CH3COO－的电导率大得多，因此，随着反应的进行，OH－不断减少，CH3COO－不断增加，体系的电导率不断下降。所以：该反应体系中仅有NaOH和CH3COONa是电解质。Na+在反应前后浓度不变。而OH-的电导率比CH3COO－的电导率大得多，因此，随着反应的进行，OH－不断减少，CH3COO－不断增加，体系的电导率不断下降。所以： t=0时， G0=αc t=∞时， G∞＝βc t=t时， Gt=α(c-x) +βx 式中α、β是与温度、溶剂、电解质NaOH和CH3COONa性质有关的比例常数。G0、G∞分别为反应起始和终了的电导率，Gt为t时刻体系总的电导率。

  8. k值的单位为： 联立求解得下式： G0、Gt、G∞可由实验测得。以 对t作图，应得一直线，从直线的斜率可求得反应速率常数k值。

  9. 三、实验步骤 1. 打开恒温水浴槽（下图）。 a.冬天温度设定为25±0.1℃；夏天温度设定为30±0.1℃. b. 循环速度，升温速度均使用慢档

  10. 2. NaOH溶液（I）的配制：配置浓度约为0.02 mol/L NaOH水溶液500 mL。 3. NaOH溶液（I）的标定：准确秤取0.1000 g的邻苯二甲酸氢钾（储存在保干器里）三份，并用蒸馏水将其溶解，对NaOH水溶液进行标定（以酚酞作为指示剂），并计算出精确浓度. 4. NaOH溶液（II）的配制：移取NaOH溶液（I）50.00 mL于100 mL容量瓶中（稀释一倍）。

  11. 5. G0的测定：打开电导率仪，调整至电导模式，并根据所用电导电极常数校正电导仪中电极常数值。将电导电极润洗三次后放入NaOH溶液（II），恒温水浴槽恒温5 min后，测量其电导率三次,记做G0。 注意：每半分钟读数一次，切勿长久放置后读数。 如长时间放置在空气中，对电导的测量会有何影响？

  12. 注意：配制NaAc溶液浓度与NaOH溶液（II）相同 6. G∞的测定：同样方法测量NaAc溶液电导率（每半分钟读数一次）。 7. Gt的测定：分别移取NaOH溶液（I）于干燥的锥形瓶中放入擦干的电导电极，恒温后，加入恒温的乙酸乙酯溶液 25.00 mL迅速混合并开始计时。每隔2 min测定体系的电导率，得到Gt，测定15次后结束实验。 注意：新鲜配制乙酸乙酯溶液1000 mL，浓度与NaOH溶液（I）相同

  13. 四、注意事项 1. 为了减少恒温水浴槽本身对温度的影响，水浴槽应将循环速度，升温速度均设定慢档，温度控制中示差选择 0.1。 2. 测定G0所用NaOH溶液为NaOH溶液（II），即稀释一倍后的NaOH溶液。 3. NaAc溶液的配置中，注意摩尔质量的计算，NaAc含有三个结晶水。 4. 在进行电导率G0，G∞的测定时，电导电极应充分润洗，而测定Gt时应将电导电极擦干后放入待测溶液中。

  14. 五、实验总结 (一)数据处理 根据实验数据，以 对t作图，得一直线，从直线的斜率计算反应速率常数k值，用微机处理。 （二）讨论 该实验配制溶液所用的水均为电导水或重蒸馏水。若用一般的去离子水，应首先测其电导率。 在测定κ0、κ∞、κt时应于扣除水的电导率。

  15. 六、实验延伸 电导测定的应用 有关溶液电导数据的应用很广，可以用来检验水的纯度，计算弱电解质的解离度和解离常数，测定难溶盐的溶解度，也可以测定水中含盐量，作为化学动力学指示，测定临界胶团浓度，进行电导滴定等实验。 开放实验：电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度

  16. 七、思考题 • 若CH3COOC2H5与NaOH 溶液的浓度不相 • 等时，如何计算反应速率常数k值? • 2. 若CH3COOC2H5与NaOH 溶液均为浓溶液，能否用此方法求反应速率常数k值？为什么? • 3. 在配制CH3COOC2H5溶液时，为什么要在容量瓶中加入适量的电导水?

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