乙酸乙酯皂化反应速率常数及活化能的测定
乙酸乙酯皂化反应速度常数和活化能的测定
乙酸乙酯皂化反应速度常数和活化
能的测定
乙酸乙酯皂化反应速度常数和活化能的测定是指以乙酸乙酯为原料，进行加热制备皂化物，同时测定反应的速度常数k和活化能Ea。
1. 材料准备：乙酸乙酯、重金属盐类以及一定比例的水。
2. 实验装置：采用开放式实验装置，反应容器内保持氧气平衡，防止乙酸乙酯的氧化分解。
3. 实验操作：将乙酸乙酯和重金属盐类混合溶于水中，置于恒温热槽中，加热溶剂至反应温度，逐渐升高温度，实时测量反应的速度常数和活化能，记录温度和速率的关系。
4. 实验结果：根据实验结果可得到反应的速度常数k 和活化能Ea。
实验六皂化反应速率常数及活化能测定
25℃的实验误差：
6 − 14.88
η25 =
6
= 148 ％
7
0.4
35℃的实验误差：
10 − 35.34
η35 =
10
= 253％
将 k1＝14.88 L/(mol·min)、k2＝35.34 L/(mol·min)代入下式计算：
ln
k2 k1
=
E R
⎛ ⎜ ⎝
T2 − T1 T1T2
⎞ ⎟ ⎠
（2）恒温槽的调节及溶液的配制 调节恒温槽温度为 25℃。准确配制 0.0200mol/L 的 NaOH 溶液和 CH3COOC2H5 溶液各
100ml。 （3）仪器的校准
① 按 校准/测量 使仪器处于校准工作状态（校准指示灯亮）。 ② 将“温度补偿”旋钮的标志线置于被测液的实际温度相应位置，当“温度补偿”旋钮置于
湖南工业大学
实验报告
实验七 皂化反应速率常数及活化能测定
学生姓名
预习实验报告内容
一、实验目的
1. 用电导法测定乙酸乙醇皂化反应的速率常数，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出二级反应的速率常数及反应活化能。 3. 了解电导率仪的构造，学会使用电导率仪。
二、实验仪器
x = (κ 0 − κ t ) × a (κ 0 − κ ∞ )
（6.7）
将(6.7)代入(6.2)式得：
2
将(6.8)重新排列即得：
akt = (κ 0 − κ t ) (κ t − κ ∞ )
（6.8）
κt
=
1 ak
(κ 0
− κt ) t
+κ∞
（6.9）
因此，以 κt
乙酸乙酯的皂化反应测反应活化能
乙酸乙酯的皂化反应测反应活化能
乙酸乙酯的皂化反应是指乙酸乙酯与碱反应生成乙酸钠和乙醇。
该反应的化学方程式如下：
CH3COOC2H5 + NaOH → CH3COONa + C2H5OH
要测量皂化反应的活化能，可以通过变化反应物浓度或温度的方法来研究速率常数(k)的变化关系。
然后，利用阿累尼乌斯
方程和活化能公式可以计算得到反应的活化能。
具体步骤如下：
1. 准备一系列乙酸乙酯和NaOH的反应体系，分别控制不同
的反应物浓度或温度。
2. 在不同体系下测定反应速率，并得到速率常数k的值。
3. 根据阿累尼乌斯方程 ln(k/T) = ln(A) - E_a/RT，其中k为速
率常数，T为温度（K），A为指前因子（Arrhenius常数），
R为理想气体常数，E_a为反应的活化能。
4. 根据测定得到的速率常数k和温度T的数据，通过线性拟
合的方法计算得到E_a的值。
实验11乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定
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由（2）式得：
x
(
L0 L0
Lt L
)C-0--------（3）
将（3）式代入（1）得：
Lt
1 C0 K
L0
Lt t
L
作
Lt
~
L0 Lt t
直线关系图，从斜率求出
反应速率常数Ｋ。
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根据阿仑尼乌斯（Ａrrhenius)公 式，反应活化能Ｅa可由下式求出：
4.如果氢氧化钠和乙酸乙酯起始浓度不相等，则 应怎样计算Ｋ值？
5.被测溶液的电导是哪些离子的贡献？反应过程 中溶液的电导为何发生变化？
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重点难点
重点：电导法测量的原理；阿 仑尼乌斯方程应用；电导仪使 用方法。
难点：电导仪工作原理。
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ln K2 Ea (T2 T1)
K1
RT1T2
式中：Ｋ1、Ｋ2分别为温度Ｔ1、Ｔ2时反应的速率常数。
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药品仪器
1. 电导率仪； 2. 恒温槽一套； 3. 反应管； 4. 移液管、大试管、容量瓶等； 5. 乙酸乙醋(AR) (0.02mol/L)
氢氧化钠(AR)(0.02mol/L)； 6. 等等。
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实验原理
乙酸乙酯皂化反应是个典型的二级反 应 后。 产设物反的应浓物度起 为始x。浓度均为C0，经时间t
CH3COOC 2 H5 NaOH CH3COONa C2 H5OH
t=0
C0
C0
0
0
t=t
C0-x
乙酸乙酯皂化反应速度常数及活化能测定的研究
乙酸乙酯皂化反应速度常数及活化能测定的研究一、本文概述本文旨在深入研究乙酸乙酯皂化反应的速度常数及其活化能的测定。
皂化反应，作为一种典型的酯水解反应，其在化学工业、生物工程和日常生活中具有广泛的应用。
乙酸乙酯作为一种常见的有机溶剂和化工原料，其皂化反应动力学研究不仅对于理解反应机理具有重要意义，同时也为优化生产工艺、提高生产效率提供了理论基础。
本研究将通过实验测定不同温度下乙酸乙酯皂化反应的速度常数，进而求得该反应的活化能。
通过对实验数据的分析和处理，我们可以更深入地了解乙酸乙酯皂化反应的动力学特性，揭示温度对反应速率的影响机制。
活化能的测定将有助于我们理解反应过程中的能量变化和分子运动状态，为相关领域的研究提供有价值的参考信息。
本研究的意义不仅在于推动对乙酸乙酯皂化反应动力学的研究进展，更在于为实际生产中的工艺优化和反应条件控制提供科学依据。
通过深入研究反应动力学参数，我们可以更好地预测和控制反应过程，提高产品质量和生产效率，为化学工业的可持续发展做出贡献。
二、实验原理乙酸乙酯的皂化反应是一种典型的酯类水解反应，其反应过程可以表示为：CH3COOC2H5 + H2O → CH3COOH + C2H5OH。
这一反应在碱性条件下，如存在氢氧化钠（NaOH）时，会加速进行。
通过测定这一反应在不同温度下的速度，我们可以研究反应动力学参数，如反应速度常数（k）和活化能（Ea）。
反应速度常数（k）是描述反应速度与反应物浓度关系的常数，它的大小反映了反应的快慢。
活化能（Ea）则代表了反应发生所需的最小能量，其值越大，反应进行的难度就越大，所需的温度也就越高。
实验中，我们通常采用初始速率法来测定反应速度常数。
即在反应开始时，测量一段时间（如30秒）内反应物浓度的变化，通过这一变化率来计算反应速度。
由于反应速度常数与反应物浓度的乘积等于反应速度，因此我们可以通过改变反应物浓度，测量对应的反应速度，进而求得反应速度常数。
乙酸乙酯皂化反应速率常数测定
乙酸乙酯皂化反应速率系数测定姓名：张腾 学号：2012011864 班级：化21同组人姓名:田雨禾 实验日期：2014年10月23日 提交报告日期：2014年10月30日指导教师： 麻英1 引言 1.1 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。
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： 为反应物的初始浓度；c 为t 时刻反应物的浓度； 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 。
对于大多数反应，反应速率与温度的关系可以用阿累经验方程式来表示：aE ln k=lnA-RT（4） 式中： 乌斯活化能或反应活化能；A 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 。
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） 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κ 、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 κ20=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0t0-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κ 对 κ κ作图可得一直线，直线的斜率为 ，由此可以得到反应速率系数 。
乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定
3.为什么要使两种反应物的浓度相等？为什么说所配得的两种反应物的初始浓度应适当稀才好？
4.本实验需测得 、 、 值，电导电极应放在哪个支管中？所测值是电导值还是电导率值？与所加溶液的量有关吗？
(3)将叉形电导池放到恒温槽内恒温10min，使用吸耳球吹B池上方，让B池内的溶液和A池内的溶液来回混合均匀，同时在开始混合时按下秒表，开始记录时间。
(4)接通电极及电导率仪准备连续测量。由于该反应有热效应，开始反应时温度不稳定，影响电导率值。因此，第一个电导率数据可在反应进行到6min时读取，以后每隔3min测定一次，直至30 min。
如果A、B两物质起始浓度相同，均为a，反应速率的表示式为：
(7-1)
式中，x为t时刻生成物的浓度，k为二级反应速率常数。将上式积分得：
(7-2)
实验测得不同t时的x值，按式(9-2)计算相应的反应速率常数k。如果k值为常数，证明该反应为二级。通常，以 ～ 作图，若所得为直线，证明为二级反应，并可从直线的斜率求出k。k的单位是 (SI单位是 )。所以在反应进行过程中，只要能够测出反应物或生成物的浓度，即可求得该反应的k。
四、仪器和药品
电导率仪()
1台
叉形电导池
1支
恒温槽
1套
秒表
1只
移液管20mL
5支
容量瓶100mL
2个
直形电导池
1个
0.2000mol·L-1CH3COOC2H5溶液(新鲜配制)
0.2000mol·L-1NaOH溶液(新鲜配制)
五、实验步骤
1.配制溶液
(1) 0.0200 mol·L-1CH3COOC2H5溶液：用移液管准确量取10mL 0.2000mol·L-1CH3COOC2H5标准溶液，移入100mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度。
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。
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乙酸乙酯皂化反应速率常数及活化能的测定
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、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。
其速率方程为
4.1
将速率方程积分可得动力学方程：
4.2
式中为反应物的初始浓度，为时刻反应物的浓度，为二级反应的速率常数。
以
对时间作图应为一直线，直线的斜率即为。
对大多数反应，反应速率与温度的关系可用阿仑尼乌斯经验方程来表示：
4.3
式中为阿仑尼乌斯活化能或叫反应活化能，为指前因子，为速率常数。
实验中若测得两个不同温度下的速率常数，由（4.3）式很容易得到：
4.4
由（4.4）式可求活化能。
乙酸乙脂皂化反应是二级反应
＝
动力学方程为
4.5
由（4.5）式可以看出，只要测出t时刻的x值，c0为已知的初始浓度，就可以算出速率常数k2。
实验中反应物浓度比较低，因此我们可以认为反应是在稀的水溶液中进行，CH3COONa 是全部解离的。
在反应过程中Na+的浓度不变，OH-的导电能力比CH3COO-的导电能力大，随着反应的进行，OH-不断减少，CH3COO-不断增加，因此在实验中我们可以用测量溶液的电导（G）来求算速率常数k2。
体系电导值的减少量与产物浓度x的增大成正比：
4.6
4.7
式中为时溶液的电导，为时间时溶液的电导，为反应进行完全（→∞）时溶液的电导。
将（4.6）、（4.7）两式代入（4.5）式得：
整理得：
4.8
实验中测出及不同时刻所对应的，用对作图得一直线，由直线的斜率
可求出速率常数。
若测得两个不同温度下的速率常数，后，可用（4.4）式求出该反应的活化能。
三、仪器与试剂
1、仪器
电导率仪(附DJS-1型铂黑电极)1台；电导池1只；恒温水浴1套；停表1只；移液管(10ml)3只；磨口三角瓶(200ml)1个。
2、药品
NaOH水溶液(0.0200mol·dm-3)；乙酸乙酯(A.R.)；电导水。
四、实验步骤
1. 配制溶液
配制与NaOH准确浓度(约0.0200mol· L-1)相等的乙酸乙酯溶液。
其方法是:找出室温下乙酸乙酯的密度，进而计算出配制250mL0.0200mol· L-1(与NaOH准确浓度相同)的乙酸乙酯水溶液所需的乙酸乙酯的毫升数V，然后用lmL移液管吸取Vml乙酸乙酯注入250ml容量瓶中，稀释至刻度，即为0.0200 mol· L-1的乙酸乙酯水溶液。
2. 调节恒温槽
将恒温槽的温度调至(25.0±0.1)℃［或(30.0±0.1)℃］。
3. 调节电导率仪
4. 溶液起始电导率κ0的测定
在干燥的200ml磨口三角瓶中，用移液管加入50ml 0.0200 mol· L-1的NaOH溶液和同数量的电导水，混合均匀后，倒出少量溶液洗涤电导池和电极，然后将剩余溶液倒入电导池 (盖过电极上沿约2cm)，恒温约15min，并轻轻摇动数次，然后将电极插入溶液，测定溶液电导率，直至不变为止，此数值即为κ0。
5. 反应时电导率κt的测定
用移液管移取50ml 0.0200mol· L-1的CH3COOC2H5，加入干燥的200mL磨口三角瓶中，用另一只移液管取50ml 0.0200 mol· L-1的NaOH，加入另一干燥的200ml磨口三角瓶中。
将两个三角瓶置于恒温槽中恒温15min，并摇动数次。
同时，将电导池从恒温槽中取出，弃去上次溶液，用电导水洗净。
将温好的NaOH溶液迅速倒入盛有CH3COOC2H5的三角瓶中，同时开动停表，作为反应的开始时间，迅速将溶液混合均匀，并用少量溶液洗涤电导池和电极，然后将溶液倒入电导池(溶液高度同前)，测定溶液的电导率kt，在4min、6min、8min、10min、12min、15min、20min、25min、30min、35min、40min各测电导率一次，记下kt和对应的时间t。
6. 另一温度下κ0和kt的测定
调节恒温槽温度为(35.0±0.1)℃［或(40.0±0.1)℃］。
重复上述4、5步骤，测定另一温度下的κo和kt。
但在测定κt时，按反应进行4min、6min、8min、10min、12min、15min、18min、21min、24min、27min、30min测其电导率。
实验结束后，关闭电源，取出电极，用电导水洗净并置于电导水中保存待用。
五、数据的记录及处理
1、作图：
0t
t G G G G ∞
--～t,由斜率、截距，求k 。
2、根据两个温度下的k ，由21
2112ln
T a T k E T T k R
TT ⎛⎫-= ⎪⎝⎭
求Ea 。
1、每次更换电导池溶液时，都要用电导水淋洗电极和电导池，接着用被测溶液淋洗2～3次，注意不要接触极板，用滤纸吸干电极时，只吸电极底部和两侧，不要吸电极板。
2、电极引线不能潮湿，否则将测不准。
3、高纯水被盛入容器后应迅速测量，否则电导率变化很快，因空气中CO 2溶于水中，变为CO 32-。
4、盛被测溶液的容器必须清洁、无离子污染。
七、思考题
1、为何本实验要在恒温条件下进行，而且乙酸乙酯和氢氧化钠溶液在混合前还要预先加热？
2、反应级数只能通过实验来确定，如何从实验结果来验证乙酸乙酯皂化反应为二级反应？
3、乙酸乙酯皂化反应为吸热反应，在实验过程中如何处理这一影响而使实验得到较好的结果？
4、如果氢氧化钠和乙酸乙酯溶液均为浓溶液，能否用此方法求k 值？为什么？。