乙酸乙酯皂化反应
实验六 乙酸乙酯皂化反应
实验二十一乙酸乙酯皂化反应【目的要求】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。
【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＋OH－→ CH3COO－＋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x/(a－x)对t作图，若所得为一直线，证明是二级反应，并可以从直线的斜率求出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，G t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t＝t时，x＝x，x＝K(G0－G t)t= ∞时，x＝a，a＝K(G0－G∞)由此可得：a－x＝K(G t－G∞)所以a－x和x可以用溶液相应的电导率表示，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G t和起始溶液的电导值G0，然后以G t对(G0－G t)/t 作图应得一直线，直线的斜率为1/(ak)，由此便求出某温度下的反应速率常数k值。
将电导与电导率κ的关系式G = κA/l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(κ0－κt) /t作图，也得一直线，从直线的斜率也可求出反应速率数k值。
乙酸乙酯皂化反应动力学
实验报告：乙酸乙酯皂化反应动力学一．实验目的1.了解二级反应的特点。
2.用电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数。
3.由不同温度下的反应速率常数求反应的活化能。
二．实验原理乙酸乙酯皂化反应方程式为：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 ＋离子在反应前后浓度不变）。
若乙酸乙酯的初始浓度为a ，氢氧化钠的初始浓度为b ，当时间为t 时，各生成物的浓度均为x ，此时刻的反应速度为：d xd tka x b x =--()() k 为反应的速率常数，当a=b 时，上式为：dxdtk a x =-()2 反应开始时t=0，反应物浓度为a ，积分上式得：kt xa a x =-()改变实验温度，求得不同温度下的k 值：c RTE a+-=κln 若求得热力学温度T1,、T2,时的反应速率常数k1,、k2，可得：)11/()ln(2121T T k k R E a -= 令0κ、t κ和∞κ分别为0、t 和∞时刻的电导率，则：t=0时，0κ=a A 1 t=t 时， t κ=x A x a A 21)(+-t=∞时，∞κ=a A 2联立以上式子，整理得：∞+-⨯=κκκκtka 1t0t 三．仪器与试剂恒温槽、电导率仪、电导电极、叉形电导池、秒表、滴定管（碱式）、移液管10ml 25ml 、容量瓶100ml 50ml 、磨口塞锥形瓶100ml 、NaOH 溶液（约0.04 mol •dm -3）、乙酸乙酯（A.R.）。
四．实验步骤1.实验装置如图C19.1所示，叉形电导池如图C19.2所示，将叉形电导池洗净烘干，调节恒温槽至25℃。
2.配制100ml 浓度约0.02 mol •dm -3的乙酸乙酯水溶液：乙酸乙酯的相对分子质量为88.12，配制100ml 浓度0.02 mol •dm -3的乙酸乙酯水溶液需要乙酸乙酯0.1762g 。
乙酸乙酯皂化反应的动力学特征及机理研究
乙酸乙酯皂化反应的动力学特征及机理研究动力学研究是化学反应研究中的重要一环，可以揭示反应速率和反应机理。
乙酸乙酯皂化反应是一种广泛应用于工业生产和实验室合成的重要反应，其动力学特征和机理的研究对于深入理解该反应的速率和机制具有重要意义。
乙酸乙酯（CH3COOCH2CH3）的皂化反应是指乙酸乙酯与碱性溶液（如氢氧化钠或氢氧化钾溶液）反应生成相应的盐（如乙酸乙酯钠或乙酸乙酯钾）和醇（乙醇）。
该反应是一种酯的加水分解反应。
在实际应用中，乙酸乙酯皂化反应常用于生产肥皂、酯类溶剂以及乙醇的合成等领域。
乙酸乙酯皂化反应的动力学研究首先需要确定反应的速率常数。
通常情况下，乙酸乙酯皂化反应可分为饱和性反应和非饱和性反应两种情况。
饱和性反应是指反应中产生的产物与反应物之间达到平衡时反应速率不再发生变化的反应。
非饱和性反应则指反应中产物与反应物之间未达到平衡时反应速率仍然会发生变化。
乙酸乙酯皂化反应的速率常数可以通过实验方法测定。
常见的实验方法包括研究不同温度下反应的速率，测定反应物浓度随时间的变化等。
根据动力学理论，乙酸乙酯皂化反应可用速率方程来描述。
一般情况下，速率方程的形式可以表示为：r = k[A]^m[B]^n，其中r表示反应速率，k表示速率常数，[A]和[B]分别表示反应物A和B的浓度，m和n为反应阶数。
乙酸乙酯皂化反应的反应机理是指反应中的各个步骤和中间产物的转化关系。
在实验室中，研究乙酸乙酯皂化反应的机理常采用核心化合物法（kinetic core model）。
该方法通过研究实验数据中不同条件下的反应物浓度变化，推导出反应过程中的中间产物以及反应的转化步骤。
根据已有的研究结果，乙酸乙酯皂化反应机理可以简化为以下几个步骤：首先，乙酸乙酯被碱性溶液中的氢氧根离子攻击，生成中间产物乙酸乙酯根离子。
随后，乙酸乙酯根离子进一步水解生成乙醇。
最后，乙醇与溶液中的氢氧根离子结合生成水和乙醇根离子。
这个过程中，水和乙醇根离子是最终生成物。
乙酸乙酯皂化反应实验报告
乙酸乙酯皂化反应实验报告一、实验目的1、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。
2、掌握用电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数和活化能的方法。
3、熟悉电导率仪的使用方法。
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＋NaOH → CH₃COONa ＋ C₂H₅OH在反应过程中，各物质的浓度随时间而改变。
若乙酸乙酯和氢氧化钠的初始浓度相同，均为 c₀，则反应速率方程为：r ＝ dc/dt ＝ kc²式中，c 为时间 t 时反应物的浓度，k 为反应速率常数。
积分上式可得：kt ＝ 1/c 1/c₀由于反应是在稀的水溶液中进行，因此可以认为反应过程中溶液的体积不变。
同时，NaOH 和 CH₃COONa 是强电解质，在浓度不大时，电导率与其浓度成正比。
设溶液在起始时的电导率为κ₀，反应完全结束时的电导率为κ∞，在时间 t 时的电导率为κt。
则：κ₀＝ A₁c₀（A₁为比例常数）κ∞ ＝ A₂c₀（A₂为比例常数）κt ＝ A₁(c₀ c) ＋ A₂c所以：c ＝（κ₀ κt) ／（κ₀ κ∞）将其代入速率方程积分式，可得：kt ＝（κ₀ κt) ／ c₀(κ₀ κ∞）t通过实验测定不同时间 t 时的κt，以κt 对（κ₀ κt) ／ t 作图，应得到一条直线，直线的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（25ml）容量瓶（100ml）烧杯（100ml）2、试剂乙酸乙酯（AR）氢氧化钠（AR）去离子水四、实验步骤1、配制溶液配制 00200 mol/L 的 NaOH 溶液：用电子天平称取 08000 g NaOH固体，溶解于去离子水中，然后转移至 1000 ml 容量瓶中，定容至刻度，摇匀。
配制 00200 mol/L 的乙酸乙酯溶液：用量筒量取 218 ml 乙酸乙酯，放入 100 ml 容量瓶中，用去离子水定容至刻度，摇匀。
乙酸乙酯皂化反应实验及其机理研究
乙酸乙酯皂化反应实验及其机理研究一、实验目的本实验旨在通过乙酸乙酯的皂化反应，了解皂化反应的基本原理及机制，并通过实验验证其反应过程中的关键步骤。
二、实验原理皂化反应是酯对碱的水解反应，产物为相应的短链羧酸盐（皂）。
乙酸乙酯（化学式：CH3COOC2H5）是一种酯类化合物，它可以在碱性条件下与水反应，生成乙酸和乙醇。
这个反应的过程主要包括以下几个步骤：1. 加碱：将乙酸乙酯溶解于碱性溶液中，例如氢氧化钠溶液。
2. 水解：碱能够使乙酸乙酯分解为乙酸根离子和乙醇。
3. 中和：乙酸根离子和碱中的阳离子形成盐。
4. 生成皂：产生的盐在水中溶解形成皂。
三、实验过程1. 实验装置：取一装有乙酸乙酯的烧杯，将其置于加热板上。
2. 加碱：用滴管将氢氧化钠溶液缓慢地滴加到乙酸乙酯中。
3. 观察着火焰：在氢氧化钠溶液滴加到乙酸乙酯时，观察是否有火焰升起。
4. 摇动：用玻璃棒轻轻搅拌溶液，以帮助反应进行。
5. 倾倒：将反应混合物倒入另一个容器中。
6. 分离：将容器中的溶液进行离心分离，收集上层液体。
7. 清洗：用蒸馏水洗涤所收集的上层液体。
8. 干燥：用无水钙氯化物吸附剂使上层液体中的水分减少。
9. 过滤：用滤纸过滤得到纯净的乙酸。
四、实验结果与讨论1. 实验过程中是否有火焰的生成以及其原因。
根据实验原理可知，当氢氧化钠溶液滴加到乙酸乙酯中时，由于皂化反应放热，可能引起反应混合物发生点燃。
因此，需要特别小心防止火焰的出现。
2. 分离得到的上层液体的性质。
上层液体主要由乙酸和少量的乙醇组成。
乙酸是一种无色液体，具有刺激性气味。
乙醇是一种有机溶剂，具有轻微的酒精味。
3. 实验结果的理论解释。
在本实验中，乙酸乙酯与氢氧化钠反应生成乙酸和乙醇，这是由于氢氧化钠的碱性使乙酸乙酯分解。
分解产生的乙酸根离子与氢氧化钠中的钠离子结合，生成乙酸钠（C2H5COONa）。
而乙醇是乙酸乙酯的水解产物，在此反应中得到释放。
5. 实验中可能存在的误差和改进方法。
二级反应-乙酸乙酯皂化
(3) 用作图外推求κ0与测定相同浓度NaOH所得κ0是否一致?
(4) 如果NaOH与CH3COOC2H5溶液为浓溶液，能否用此法求值?为什么?
(5) 为何本实验要在恒温条件下进行?而且反应物在混合前必须预先恒温?
(4) κ∝的测定：有两种方法可以用来测定κ∝：
第一种方法是将反应体系放置4h～5h，让反应进行完全，然后在同样的条件下测定溶液电导率，即为κ∝。
第二种方法是将新鲜配制的0.0100 CH3COONa溶液，注入干净的电导池，以同一电极在相同实验条件下测定其电导率，即为κ∝。
(5) 活化能的测定(选做)：
(2.12.12)
类似处理可得
(2.12.12)
(2.12.13)
式(2.12.12)÷式(2.12.13)得
(2.12.14)
将式(2.12.14)代入式(2.12.3)并整理后得
或 (2.12.15)
CH3COOC2H5+Na++OH-=CH3COO-+Na++ C2H5OH
在反应过程中，各物质的浓度随时间而改变。不同反应时间的OH-的浓度，可以用标准酸滴定求得，也可以通过间接测量溶液的电导率而求出。为了处理方便起见，设CH3COOC2H5和NaOH起始浓度相等，用表示。设反应进行至某一时刻t时，所生成的CH3COONa和C2H5OH浓度为，则此时CH3COOC2H5和NaOH浓度为（a-x）。即
t→∞ （a-x）→0 （a-x）→0 x→a x→a
上述反应是一典型的二级反应。其反应速率可用下式表示：
(2.12.1)
乙酸乙酯皂化反应实验报告及处理方法
乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定一、预习提问1.为什么可用电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数？2.二级反应有什么特点？3.怎样使用DDS-307型电导率仪？4.t κκ、0各代表什么？如何测定？二、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。
三、实验原理1.二级反应的动力学方程产物→+B At=0 a a t=t a-x a-x2)()(x a k dtdx dt x a d dt dc A -==--=- （1） 定积分得：x a x ta k -⋅=1 （2） 以t xa x ~-作图若所得为直线，证明是二级反应，并从直线的斜率求出k 。
如果知道不同温度下的速率常数)()(21T k T k 和，按阿仑尼乌斯方程计算出该反应的活化能E 。
)()()(ln 122112T T T T R T k T k E -⨯= （3） 2.乙酸乙酯皂化反应是二级反应，反应式为：OH H C COONa CH NaOH H COOC CH 523523+→+ t=0 a a 0 0 t=t a-x a-x x xt=∞ 0 0 a a反应前后OH H C H COOC CH 52523和对电导率的影响不大，可忽略。
故反应前只考虑NaOH 的电导率κ，反应后只考虑COONa CH 3的电导率κ。
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。
故存在如下关系式：a A ⋅=10κ a A ⋅=∞2κ x A x a A t 21)(+-=κ 由上三式得：a x t ⋅--=∞)(00κκκκ，代入（2）式得 )(10∞--⋅=κκκκt t ta k 重新排列得：∞+-=κκκκtka t t 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k 。
18 二级反应——乙酸乙酯皂化
实验十八 二级反应——乙酸乙酯皂化1目的要求(1)测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数。
(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。
2基本原理(1)乙酸乙酯皂化反应速率方程，乙酸乙酯皂化反应，是双分子反应，其反应为：OH H C Na COO CH OH Na H COOC CH 523523++=+++--+在反应过程中，各物质的浓度随时间而改变。
不同反应时间的-OH 的浓度，可以用标准酸滴定求得，也可以通过间接测量溶液的电导率而求出。
为了处理方便起见，设523H COOC CH 和NaOH 起始浓度相等，用a 表示。
设反应进行至某一时刻t 时，所生成的COONa CH 3和OH H C 52浓度为x，则此时523H COOC CH 和NaOH 浓度为)(x a -。
即OHH C COONa CH NaOH H COOC CH 523523+=+0=t a a 0 0 t t = x a - x a - x x∞→t 0)(→-x a 0)(→-x a a x → ax →上述反应是一典型的二级反应。
其反应速率可用下式表示：2)(x a k dtdx-= (Ⅱ-15-1)式中k 为二级反应速率常数。
将上式积分得)(1x a x ta k -•=(Ⅱ-15-2) 从式(Ⅱ-15-2)中可以看出，原始浓度a 是已知的，只要能测出t 时的x 值，就可以算出反应速度常数k 值。
或者将式(Ⅱ-15-2)写成kt x a x a =-•)(1 (Ⅱ-15-3)以)(1x a x a -•对t 作图，是一条直线，斜率就是反应速率常数k 。
k 的单位是11min --••mol L(SI 单位是113--••s molm )如果知道不同温度的反应速率常数)(1T k 和)(2T k ，按阿累尼乌斯(Arrhenius)公式可计算出该反应的活化能 )()()(ln121221T T T T R E T k T k E -== (Ⅱ-15-4)(2)电导法测定速率常数：首先假定整个反应体系是在接近无限稀释的水溶液中进行的，因此可以认为COONa CH 3和NaOH 是全部电离的，而523H COOC CH 和OH H C 52认为完全不电离。
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乙酸乙酯皂化反应
一、实验目的
1. 用电导法测定乙酸乙酯皂化反应的反应级数、速率常数和活化能
2. 通过实验掌握测量原理和电导率一的使用方法
二、实验原理
1. 乙酸乙酯皂化反应为典型的二级反应，其反应式为：
CH3COOC2H5+NaOH→CH3COONa+C2H5OH
A B C D
当C A,0=C B,0其速率方程为: -dC A/dt=kC A2 积分得：
由实验测得不同时间t时的C A 值，以1/C A 对t作图，得一直线，从直线斜率便可求出K的值。
2. 反应物浓度CA的分析
不同时间下反应物浓度C A可用化学分析发确定，也可用物理化学分析法确定，本实验采用电导率法测定。
对稀溶液，每种强电解质的电导率与其浓度成正比，对于乙酸乙酯皂化反应来说，溶液的电导率是反应物NaoH与产物CH3CooNa两种电解质的贡献：
式中：Gt—t时刻溶液的电导率；A1，A2—分别为两电解质的电导率与浓度关系的比例系数。
反应开始时溶液电导率全由NaOH贡献，反应完毕时全由CH3COONa贡献，因此
代入动力学积分式中得：
由上式可知，以Gt对
作图可得一直线，其斜率等于
，由此可求得反应速率常数k。
3. 变化皂化反应温度，根据阿雷尼乌斯公式：
，求出该反应的活化能Ea。
三、实验步骤
1. 恒温水浴调至20℃。
2. 反应物溶液的配置：
将盛有实验用乙酸乙酯的磨口三角瓶置入恒温水浴中，恒温10分钟。
用带有刻度的移液管吸取V/ml乙酸乙酯，移入预先放有一定量蒸馏水的100毫升容量瓶中，再加蒸馏水稀释至刻度，所吸取乙酸乙酯的体积
V/ml可用下式计算：
式子：M
=88.11，
=0.9005，
和NaOH见所用药品标签。
3. G0的测定：
（1）在一烘干洁净的大试管内，用移液管移入电导水和NaOH溶液（新配置）各15ml，摇匀并插入附有橡皮擦的260型电导电极（插入前应用蒸馏水淋洗，并用滤纸小心吸干，要特别注意切勿触及两电极的铂黑）赛还塞子，将其置入恒温槽中恒温。
（2）开启DDSJ-308A型电导仪电源开关，按下"ON/OFF"键，仪器将显示产标、仪器型号、名称。
按“模式”键选择“电导率测量”状态，仪器自动进入上次关机时的测量工作状态，此时仪器采用的参数已设好，可直接进行测量，待样品恒温10分钟后，记录仪器显示的电导率值。
（3）将电导电极取出，用蒸馏水林洗干净后插入盛有蒸馏水的烧杯中，大试管中的溶液保留待用。
4. Gt的测定；
（1）取烘干洁净的混合反应器一支，其粗管中用移液管移入15ml新鲜配置的乙酸乙酯溶液，插入已经用蒸馏水淋洗并用滤纸小心吸干（注意：滤纸切勿触及两级的铂黑）带有橡皮塞的电导电极，用另一只移液管于细管移入15ml已知浓度的NaOH溶液，然后将其置于20摄氏度的恒温槽中恒温。
注意：氢氧化钠和乙酸乙酯两种溶液此时不能混合。
（2）待恒温10分钟后，倾斜混合反应器，迅速将细管中的NaOH溶液全部移入粗管（如意不要用力过猛，以免粗管中溶液溅到橡皮塞上）。
此时皂化反应已开始，记录反应开始时间，为了使反应物混合均匀再迅速将混合液的一半移回细管，再立即移入粗管，如此反复三次，最后将溶液全部移入粗管后不动，当反应进行到1分钟、2分钟、3分钟---等记录电导率仪显示的数值，反应15分钟后，停止测定。
（3）将电导电极取出用蒸馏水林洗干净后插入盛有蒸馏水的烧杯中。
取出混合反应器，用蒸馏水洗净，芳容烘箱中烘干。
5. 在25摄氏度下测定：
将恒温水浴温度调至25摄氏度，反复实验步骤3、4测定25摄氏度下的G0，Gt.
4、数据记录及处理
温度： 20℃
时间min123456789101112131415 Gt (S.m-1)
G0-
Gt(S.m-1)
(G0-Gt)/t
S.m-1.min-1
温度： 25℃
时间min123456789101112131415 Gt (S.m-1)
G0-
Gt(S.m-1)
(G0-Gt)/t
S.m-1.min-1
（1）Gt以对（G0-Gt)/t作图，由所得直线判定该反应为二级，并求速度常数k值，采用dm3.mol-1.min-1表示。
（2）根据实验结果计算该反应的活化能。
五、实验注意事项及实验关键
1. NaOH溶液应得保证无碳盐等杂志，乙酸乙酯需新配置，水用电导
水。
2. 准确读取温度，准确量取溶液。
3. 电导率仪采用的参数已在实验前调好，整个实验过程不需再调。