实验十 二级反应乙酸乙酯皂化反应
实验十电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数
实验十电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数Ⅰ、目的要求1．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定方法。
2．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。
3．掌握电导仪的使用方法。
Ⅱ、基本原理乙酸乙酯皂化，是一个二级反应，其反应式为CH3COOC2H5+Na++OH- → CH3COO-+ Na++C2H5OH在反应过程中，各物质的浓度随时间而改变。
某一时刻的OH-离子浓度，可以用标准酸进行滴定求得，也可以通过测量溶液的某些物理性质而求出。
以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有关。
为了处理方便起见，在设计实验时将反应物CH3COOC2H5和NaOH采用相同浓度c作起始浓度。
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)。
设逆反应可以忽略，则应有CH3COOC2H5+NaOH → CH3COO Na+C2H5OHt=0时 c c 0 0t=t时c-x c-x x xt→∞时→0 →0 →c →c二级反应的速率方程可表示为积分得显然，只要测出反应进程中t时的x值，再将c代入，就可以算出反应速率常数k值。
由于反应是在稀的水溶液中进行的，因此可以假定CH3COONa全部电离。
溶液中参与导电的离子有Na+、OH-和CH3COO-等，而Na+在反应前后浓度不变，OH-的迁移率比CH3COO-的迁移率大得多。
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和CH3COONa的浓度x的增加量成正比，即t = t时x = β (G0-Gt) (3)t = ∞时 c = β (G0-G∞) (4)式中G0和Gt分别为起始和t时的电导值，G∞为反应终了时的电导值，β为比例常数。
乙酸乙酯皂化反应实验报告
乙酸乙酯皂化反应速度常相数的测定一、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、基本原理乙酸乙酯的皂化反应是一个典型的二级反应：325325CH COOC H OH CH COO C H OH --+−−→+设在时间t 时生成浓度为x ，则该反应的动力学方程式为()()dxk a x b x dt-=-- （8-1） 式中，a ，b 分别为乙酸乙酯和碱的起始浓度，k 为反应速率常数，若a=b,则（8-1）式变为2()dxk a x dt=- （8-2） 积分上式得： 1()xk t a a x =⨯- （8-3）由实验测的不同t 时的x 值，则可根据式（8-3）计算出不同t 时的k 值。
如果k 值为常数，就可证明反应是二级的。
通常是作()xa x -对t 图，如果所的是直线，也可证明反应是二级反应，并可从直线的斜率求出k 值。
不同时间下生成物的浓度可用化学分析法测定，也可用物理化学分析法测定。
本实验用电导法测定x 值，测定的根据是：（1）溶液中OH -离子的电导率比离子（即3CH COO -）的电导率要大很多。
因此，随着反应的进行，OH -离子的浓度不断降低，溶液的电导率就随着下降。
（2）在稀溶液中，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就等于组成溶液的电解质的电导率之和。
依据上述两点，对乙酸乙酯皂化反应来说，反映物和生成物只有NaOH 和NaAc 是强电解质，乙酸乙酯和乙醇不具有明显的导电性，它们的浓度变化不至于影响电导率的数值。
如果是在稀溶液下进行反应，则01A a κ= 2A a κ∞=12()t A a x A x κ=-+式中：1A ，2A 是与温度、溶剂、电解质NaOH 和NaAc 的性质有关的比例常数；0κ，κ∞分别为反应开始和终了是溶液的总电导率；t κ为时间t 时溶液的总电导率。
实验十 乙酸乙酯皂化反应速率常数
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，溶液电导率有显着降低。
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)。
物理化学实验报告 乙酸乙酯皂化反应
物理化学实验报告乙酸乙酯皂化反应动力学1.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）用不同温度下的反应速率常数求反应的活化能。
2.原理：乙酸乙酯在碱性水溶液中的水解反应即皂化反应，其反应式为：CH3COOC2H5+NaOH=CH3COONa+C2H5OH反应是二级反应，反应速率与乙酸乙酯及氢氧化钠的浓度成正比。
用a,b分别表示乙酸乙酯和氢氧化钠的初始浓度，x表示在时间间隔t内反应了的乙酸乙酯或氢氧化钠的浓度。
反应速率为：dxdt=k(a−x)(b−x)K为反应速率常数，当a=b时，上式为：dxdt=k(a−x)2开始反应时t=0,反应物浓度为a，积分上式时得：k=1tax (a−x)在一定温度下，由实验测得不同t时的x值，再由上式可计算出k值。
改变实验温度，求不同温度下的k值，根据Arrhenius方程的不定积分式有：lnk=−E a RT+C以lnk对1/T作图，得一直线，从直线斜率可求的E a。
若对热力学温度T1，T2时的反应速率常数k1,k2,也可由Arrhenius方程的定积分式变化得E a 值：E a=(Rln k1k2)/(1T2−1T1)本实验通过测量溶液的电导率k代替测量生成物的浓度x。
乙酸乙酯，乙醇是非电解质。
在稀溶液中，强电解质电导率与浓度成正比，溶液的电导率是各离子电导率之和。
反应前后Na离子浓度不变，整个反应过程电导率的变化取决于O H−根离子与CH3COO−浓度的变化，溶液中的O H−导电能力约为CH3COO−的五倍，随着反应的进行，O H−浓度降低，CH3COO−浓度升高，溶液导电能力下降。
一定温度下，在稀溶液中反应，k0,k t,k∞为溶液在t=0,t=t,t=∞时的电导率，A1，A2分别是与NaOH，CH3COONa电导率有关的比例常数（与温度，溶剂有关）。
于是：t=0,k0=A1a;t=t,k t=A1(a−x)+A2xt=∞,k∞=A2a;由此可得：k0− k t=（A1−A2）x x=(k0−,k t)/(A1−A2)k t−k∞=(A1−A2)(a−x)(a−x)=(k t−k∞)/(A1−A2)则可以得到：kat=k0−k tk t−k∞以k0−k tk t−k∞对t作图，由斜率ka可求得k。
乙酸乙酯皂化反应
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+C2H5OHA 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。
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。
二级反应乙酸乙酯皂化实验报告
二级反应乙酸乙酯皂化实验报告实验报告：二级反应乙酸乙酯皂化实验一、实验目的：通过反应观察，了解二级反应的基本规律，掌握乙酸乙酯皂化反应实验的操作方法和实验步骤，并验证化学动力学的相关理论规律。
二、实验原理：乙酸乙酯的皂化反应是二级反应，其反应速率通常遵循以下几个规律：1. 当反应开始时，反应物的浓度较高，因此反应初始速率较快；2. 随着反应进行，反应物浓度逐渐降低，反应速率逐渐变慢；3. 在反应过程中，反应物浓度不断降低，但反应速率并非一直减小，而是递减的。
直到反应物浓度降低到很低的水平时，反应速率才下降到不能忽略的水平。
三、实验步骤：1. 取一小段酸性环境下所通的一段玻璃毛细管，稍加修整后，在一端钳夹处烧毛，并吹净；2. 用已量得的30毫升乙酸乙酯在体积瓶中，加入适量的酚酞指示剂溶液和1mL浓NaOH溶液慢慢移进量筒中，加入一定量的水，开始进行皂化反应；3. 微调调节成大约一分钟左右流过小试管体积的流速，在小试管接头处加入白蜡状钠片，并迅速旋紧塞子；4. 可以大致评估反应的完成情况(水层和乙醇层的分界)后，原位打破小试管中纯净NaOH的衔接处，使其与反应混合物相互接触；5. 立即开启计时器，每过5秒观察一次水层中剩余的NaOH片子，直到全部消失为止。
四、实验结果：1. 反应开始时，玻璃管中液体不流动，环境表面出现白雾。
这是乙酸乙酯蒸发受热所致；2. 随着反应进行，观察到管内白雾逐渐消失，液面下降并逐渐转变为白色。
这表明皂化反应开始进行，乙酸乙酯逐渐转化为乙酸钠、乙醇和水；3. 反应进行过程中，乙醇上升到玻璃管顶部，形成一层透明的液滴。
玻璃管内出现白色沉淀和透明液滴，表明皂化反应已基本完成；4. 实验结果符合化学动力学二级反应所描述的规律，反应速率随着反应物浓度的降低而递减。
五、实验结论：通过本次实验，我们成功验证了乙酸乙酯的皂化反应是二级反应，并掌握了相关实验操作方法和实验步骤。
同时，也通过实验观察得出了化学动力学所描述的二级反应规律。
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.各代表什么？如何测定？t κκ、0二、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 A t=0 a a t=t a-x a-x（1）2)()(x a k dtdxdt x a d dt dc A -==--=-定积分得： （2）xa xta k -⋅=1以作图若所得为直线，证明是二级反应，并从直线的斜率求出。
t xa x~-k 如果知道不同温度下的速率常数，按阿仑尼乌斯方程计算出该反应的活化能)()(21T k T k 和。
E （3）()()(ln122112T T TT R T k T k E -⨯=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 0t=t a-x a-x x x t=∞ 0 0 a a反应前后对电导率的影响不大，可忽略。
故反应前只考虑OH H C H COOC CH 52523和的电导率，反应后只考虑的电导率。
对稀溶液而言，强电解质NaOH κCOONa CH 3κ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质电导率之和。
κ故存在如下关系式：a A ⋅=10κa A ⋅=∞2κx A x a A t 21)(+-=κ由上三式得：，代入（2）式得 a x t ⋅--=∞)(00κκκκ)(10∞--⋅=κκκκt tta k 重新排列得：∞+-=κκκκtka tt 01因此，以作图为一直线即为二级反应，并从直线的斜率求出。
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实验十 二级反应乙酸乙酯皂化反应
一、实验目的
1.了解二级反应的特点。
2.掌握电导率法测定反应速率常数和活化能。
二、实验原理
乙酸乙酯与碱的反应称为皂化反应，它是一个典型的二级反应。
其反应式为：
325325C H C O O C H N aO H C H C O O N a C H O H
+→+
当两种反应物初始浓度相同时
0t =，
0C 0C 0 0
t t
=， 0C x - 0C x - x x t =∞
， 0 0 0C 0C
设：两种反应物的起始浓度均为C 0，在时间t 时生成物的浓度为x ，则反应速率方程为：
2
0()
dx k C x dt
=- (1)
式中：k 为速率常数；t 为时间。
将(1)式积分得：
00()
x k tC C x =
- (2)
若以00()
x C C x -对t 作图，可得一直线，由直线的斜率可求速率常数k 。
但由
于难以测定t 时刻的x 值，故本实验采用电导率法测定皂化反应过程中的电导率。
由电导率随时间的变化规律来代替浓度的变化。
这主要是因为，随着皂化反应的进行，溶液中电导能力强的OH －离子逐渐被导电能力弱的Ac －离子所取代。
使溶液的电导率逐渐减小，溶液中CH 3COOC 2H 5和C 2H 5OH 的导电能力都很小，可以忽略不计。
因此，溶液电导率的变化是和反应物浓度变化相对应的。
在电解质稀溶液中，可近似认为电导率κ与浓度C 有如下的正比关系，并且溶液的电导率等于各电解质离子电导之和
m C κ=Λ
上式中Λm 为摩尔电导率，Λm 在恒定温度的稀溶液中，可近似看作为一常数，于是可写成κ=fC ：
设：0t =， 溶液的电导率 0κ t t =， 溶液的电导率 t κ
t =∞， 溶液的电导率 κ∞ 有：00O H f C κ-
=⋅, 0AC f C κ-
∞=⋅
0()T O H AC f C x f x κ-
-
=⋅-+⋅
0()t O H AC f f x
κκ--∴-=- (3)
0()()t O H AC f f C x κκ-
-
∞-=-- (4)
将(3)和(4)代入方式(2)得： 001
t
t k tC κκκκ∞-=
⋅
- (5)
001()t t kC t
κκκκ∞
=
-+ (6)
以t κ对
0()
t t
κκ-作图可得一直线，其斜率为0
1kC ，由此可得出反应速率常数
k。
由于21
2
1
11ln
()E k k R T T α=-
-
(7)
可测出两种温度T 1,T 2的k 1和k 2值，由(7)式计算出E α。
三、仪器和药品
恒温槽一套；电导仪一台；电导电极一支；
微量进液器一支；乙酸乙酯；0.01mol ·dm -3NaOH 溶液。
四、实验步骤
1.调节恒温槽水温为25℃(±1℃)。
2.测定初始电导率κ0。
由于乙酸乙酯的电导率可以忽略不计，故反应开始时，体系的电导率为N a O H 的电导率，测定N aO H 溶液的电导率作为κ0。
本实验要求N aO H 和乙酸乙酯进行等摩尔反应，乙酸乙酯的量为0.04m l ，根据下式计算出N aO H 的体积
1000
V V M C ρ⨯=
酯碱碱酯碱
(m l )
式中：ρ
酯
—室温下乙酸乙酯的密度 [g ·cm -3]
V 碱—乙酸乙酯的体积 [ml ]
M 酯—乙酸乙酯的摩尔质量 [g ·mol -1] C 碱—NaOH 溶液的摩尔浓度 [mol ·dm -3]
取N aO H 溶液V 碱ml 加入电导瓶中，放进恒温槽恒温，并插入电极，测定其电导率，待读数稳定后可视为κ0值。
3.测定κt
用微量进液器取乙酸乙酯0.04m l，迅速加入到电导瓶中，记时并摇动，每隔2m in读一次电导率值，20分钟后结束。
4.调节恒温槽温度为35℃(±1℃)，用同样方法测定另一组皂化反应数据。
五、数据记录与处理
1.以κt对t作图，将曲线外推至0
t=，求κ0。
2.以κ0对(κ0－κt)/t作图，求k值。
3.以不同反应温度的值代入公式(7)计算反应活化能。
六、思考题
1.本实验为何可用测定反应液的电导率变化来代替浓度变化？有什么条件？
2.被测溶液的电导率是哪些离子的贡献，反应过程中电导率为何发生变化？
3.如果两种反应物的初始浓度不相等，应如何计算k值？
4.外推κ0，与实测κ0是否相同？。