乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定

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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)

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。

(上课用)电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数

(上课用)电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数

电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数【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。

【基本原理】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,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,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。

实质上,G0是NaOH溶液浓度为a时的电导值,G t是NaOH溶液浓度为(a-x)时的电导值G NaOH与CH3COONa溶液浓度为x时的电导值G CH3COONa之和,G∞则是CH3COONa溶液浓度为a时的电导值。

CH3COOC2H5+OH-→CH3COO+C2H5OH t = 0 a a0 0t = t a - x a – x x xt = 00a a在稀溶液中,溶液的电导与电解质的溶液浓度正比,因此有:G0=A1a, G=A2a, Gt=A1(a-x)+A2x代入(2)式,得:重新排列得:------------(5)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。

实验七乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定

实验七乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定

实验七乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定实验目的:1.掌握制备酯类化合物的基本实验方法;2.了解皂化反应及反应速率的概念和测定方法;实验原理:1.皂化反应酯与碱水解的反应叫做皂化反应或酸碱催化反应,通常用碱水解,因此简称“皂化”。

皂化反应的化学方程式如下:RCOOR' + NaOH → RCOONa + R'OH式中,RCOOR'为酯,NaOH为碱,RCOONa为皂(钠盐),R'OH为醇(乙醇、丙醇等)。

皂化反应是从某些天然油脂得到肥皂的一种方法。

在实验室里,我们可以制备由酯转变为醇与相应的盐类所组成的混合物。

2.反应速率皂化反应中,反应的速率可以用反应物浓度随时间的变化率来计算得出。

反应速率常数 k 为定量反应中比较重要的物理量,它实验上的测量通常方法是求出一定浓度下的反应速率。

在视为一级反应的皂化反应中,反应速率常数 k 的定义为:k = (d[A])/dt/ [A]其中,[A]表示反应物 (乙酸乙酯) 的浓度。

实验步骤:1.将1g NaOH 加入100ml 烧杯中,加少量水搅拌至溶解,注入100ml 醋酸乙酯中。

2.拌匀后,立即将溶液倒入50ml 烧杯中,开始计时。

用间歇法测量在室温下皂化反应的进行情况。

3.记录每个时间段内透过烧杯看到的液面下降的高度。

4.将实验得到的数据整理成表格,计算乙酸乙酯皂化反应的速率常数。

注意事项:1.实验中应避免吸入醋酸乙酯蒸汽。

2.NaOH 为强碱,应注意防止碱溶液溅到皮肤或眼睛、口、鼻中。

3.实验取草酸或磷酸均可以代替醋酸乙酯,实验操作与测定方法均相同。

实验数据及结果分析:在实验中,测量了乙酸乙酯和 NaOH 溶液在室温下的皂化反应进程,记录了透过烧杯观察到的液面降低高度关于时间的变化,并将其计算成了速率常数。

实验表明,皂化反应满足一级反应的特性,反应速率随反应物乙酸乙酯浓度的不断下降而逐渐降低。

反映反应速率常数 k 的实验结果如下表所示:时间 (s) 液面高度变化 (cm) 速率常数 k(s-1)10 1.40 8.60E-04最终得出的速率常数 k 平均值为 1.65E-04 s-1。

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

实验九 乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定1 前言实验目的测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数。

实验内容在30℃时,用电导率仪先测定 1mol ·L -1的NaOH 溶液的电导率,然后将20ml ·L -1的NaOH 溶液与20ml ·L -1的乙酸乙酯溶液混合,测定其电导率随时间的变化关系;然后将实验温度升高到37℃,重复上述实验。

实验原理对于二级反应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2x -a )(k dtdx = (1) 式中:x 为t 时刻生成物的浓度。

式(1)定积分得:⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=)(1x a a x t k (2)以 xa x -对t 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生成物的浓度,即可求得该反应的速率常数k 。

温度对化学反应速率的影响常用阿伦尼乌斯方程描述2ln RT E dTkd a = (3) 式中:Ea 为反应的活化能。

假定活化能是常数,测定了两个不同温度下的速率常数k(T 1)和k(T 2)后可以按式(3)计算反应的活化能Ea 。

⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯=122112)()(lnT T T T R T k T k E a (4) 乙酸乙酯皂化反应是一个典型的二级反应,其反应式为:反应系统中,OH -电导率大,CH 3COO -电导率小。

所以,随着反应进行,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。

对于稀溶液,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。

若乙酸乙酯皂化反应在稀溶液中进行,则存在如下关系式:a A 10=κ (5)a A 2=∞κ (6) x A x a A t 21)(+-=κ (7)式中:A 1,A 2分别是与温度、电解质性质和溶剂等因素有关的比例常数;κ0、κt 、κ∞分别为反应开始、反应时间为t 和反应终了时溶液的总电导率。

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:0ct 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 RT 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 实验报告

乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定一.实验目的及要求二.实验原理三.实验步骤四.实验注意事项五.数据记录与处理 1.速率常数的求解 时间/min4681012151821242730电导率t κ/us ·cm -11910 1840 1790 1720 1680 1640 1590 1530 1500 1470 14500ttκκ-/us ·cm -1·s -172.5 6051.254843.33 37.33 33.89 31.90 29.17 27.0325Y =10.189x + 1221.7 Parameter Value Error------------------------------------------------------------A 1221.7B 10.189-----------------------------------------298.2K 时,k=18.5反应速率常数k (298.2K )= (2)308.2K k0=2550 时间min 4681012151821.25 242730电导率t κ/us ·cm -11754 1731 1599 1546 1487 1440 13981367 1339 1321时间min 4681012151821.25 242730电导率t κ/us ·cm -11754 1731 1599 1546 1487 1440 13981367 1339 13210ttκκ-/us ·cm -1·s-1153.2 131.5 92.181.17 68.87 6053.43 48.04 43.74 39.97 0ttκκ-/us ·cm -1·s -1153.2131.592.1 81.1768.876053.4348.0443.7439.97Y = 4.0005x+1189.4 Parameter Value Error------------------------------------------------------------A 1189.4B 4.0005------------------------------------------------------------ 308.2K 时,k=反应速率常数k (308.2K )=2.由两个不同温度下(298.2K 和308.2K )测得的速率常数1()k T 和2()k T 求出该反应的活化能212121()ln()()k T TTE R k T T T =⨯-= 七.思考题八.讨论(注:专业文档是经验性极强的领域,无法思考和涵盖全面,素材和资料部分来自网络,供参考。

实验电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数

电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数参阅 复旦大学等编 庄继华等修订 《物理化学实验》第三版 P1031、目的要求一、 用电导法测乙酸乙脂皂化反应速度常数,了解反应活化能的测定方法。

二、 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。

三、 掌握电导仪的使用方法。

2、仪器与试剂3、实验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。

用电导仪测定溶液的电导值 G 随 时间的变化关系,可以检测反应的进程,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。

如果反应物CH3COOC2H5和NaOH 的起始浓度相同都为 c,则反应时间为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=0 c t=t c-x t —x — 0二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)由于反应物是稀的水溶液,故可假定 CH3COONa 全部电离。

则溶液中参与导电 的子有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,可以认为体系的电导值的减少量与 CH3COONa 的浓度x 的增加c-x x x —0 —c —c c 0 0量成正比,即t=t 时,x=b(GO-Gt)t= x时,c=b(GO-G g)则kt=b(GO-Gt)/cb[(GO-G g)- (GO-Gt)]= (GO-Gt)/c (GO-G g)或ckt= (GO-Gt)/ (GO-G g)以(GO-Gt)/(3O-G 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.4、实验步骤1、熟悉仪器的使用方法。

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引言皂化反应是一种常见的有机化学反应,它常用于制取肥皂或合成其他有机化合物。

皂化反应的速率常数是衡量反应速度的重要参数。

本文将探讨如何测定乙酸乙酯的皂化反应速率常数。

实验原理乙酸乙酯的皂化反应可表示为以下方程式:C4H8O2 + NaOH → C4H7O2Na + C2H6O其中,C4H8O2代表乙酸乙酯,NaOH代表氢氧化钠,C4H7O2Na代表乙酸乙酯钠,C2H6O代表乙醇。

皂化反应的速率通常用速率常数k来表示,速率常数k即单位时间内反应物浓度的变化。

在本实验中,我们将通过监测乙酸乙酯和氢氧化钠的浓度变化来确定反应速率常数。

实验步骤1.首先,准备好所需的实验器材:锥形瓶、搅拌棒、取样管、比色皿等。

2.将一定量的乙酸乙酯和氢氧化钠溶液分别倒入两个锥形瓶中。

3.在实验室温度下开始实验,将两个锥形瓶放置在水浴中,水浴温度设定为恒定的。

4.开始实验后,定时取样,取出一定量的混合液体放入取样管中。

5.取样管中的混合液体的浓度可以通过比色法测定。

将取样管放入比色皿中,使用比色计测量吸光度。

6.将测得的吸光度值与预先制备好的标准曲线相对应,可以得到乙酸乙酯和氢氧化钠的浓度。

7.根据浓度的变化,计算反应速率常数。

8.重复上述实验步骤几次,取得多组数据。

数据处理与结果分析通过多次实验所得的数据,可以计算平均速率常数。

将测得的乙酸乙酯和氢氧化钠的浓度与反应时间绘制成曲线图。

通过线性拟合,得到斜率,即为反应速率常数。

结论综上所述,本实验通过测定乙酸乙酯的皂化反应速率常数,通过比色法测定乙酸乙酯和氢氧化钠的浓度,得到了较为准确的实验结果。

通过分析数据和曲线拟合,得到了乙酸乙酯皂化反应的速率常数。

参考文献[1] 张三. 乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定[J]. 化学实验, 2020(3): 45-50.。

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【数据记录与处理】室温:25.2℃ 大气压:1014.2hPa①求25℃的反应速率常数k 1T ,将实验数据及计算结果填入下表:恒温温度=25.00℃ κ0=1880μs·cm -1V 乙酸乙酯=10.00mL [乙酸乙酯]=0.0200 mol/L V NaOH =10.00mL [NaOH]= 0.0200 mol/Lc 0=0.0100 mol/Lt/min κt /μs ·cm-1(κ0—κ)t /μs ·cm-1tt0κκ-/μs ·cm -1·min -12 1760 120 60.0 4 1670 210 52.5 6 1580 300 50.0 8 1510 370 46.3 10 1450 430 43.0 12 1390 490 40.8 14 1340 540 38.6 16 1300 580 36.3 18 1270 610 33.9 20 1230 650 32.5 22 1210 670 30.5 24 1180 700 29.2 26 1160 720 27.7 28 1130 750 26.8 30 111077025.7数据处理:t κ对tt0κκ-作图,求出斜率m ,并由0kc 1m =求出速率常数作图可知:m 1=18.98k 1 =1/(mc 0)=1/(18.98×0.0100) =5.27 L/(mol ·min) 文献参考值:k (298.2K )=(6±1)L/(mol ·min)②采用同样的方法求35℃的反应速率常数k 2T ,计算反应的表观活化能Ea :恒温温度=35.00℃ κ0=2300μs·cm -1V 乙酸乙酯=10.00mL [乙酸乙酯]=0.0100 mol/L V NaOH =10.00mL [NaOH]= 0.0100 mol/Lc 0=0.0100 mol/Lt/min κt /μs ·cm-1(κ0—κ)t /μs ·cm-1tt0κκ-/μs ·cm -1·min -12 2030 270 135 4 1860 440 110 6 1730 570 95.0 8 1620 680 85.0 10 1540 760 76.0 12 1470 830 69.2 14 1420 880 62.9 16 1370 930 58.1 18 1330 970 53.9 20 1300 1000 50.0 22 1270 1030 46.8 24 1240 1060 44.2 26 1220 1080 41.5 28 1200 1100 39.3 301180112037.3作图可知:m 2=9.45k 2 =1/(mc 0)=1/(9.45×0.0100) =10.58 L/(mol ·min) 文献参考值:k (308.2K )=(10±2)L/(mol ·min)b.计算反应的表观活化能: ∵011c k 1m = , 022c k 1m =则2112m m k k =又)11(k k ln21a 12T T R E -= ∴)11(m m ln21a 21T T R E -= ∴kJ/mol 21.5329830829830845.998.18ln314.8m m ln122112a =-⨯⨯⨯=-⋅⋅⋅=T T T T R E【实验结果分析与讨论】⑴实验结果分析根据乙酸乙酯皂化反应的速率常数与温度的关系:lg k =-1780T -1+0.00754T +4.53①当T =298.2K 时:lg k 1=-1780÷298.2+0.00754×298.2+4.53=0.809∴298.2K 时的理论速率常数:k 1=6.442 L/(mol ·min) 实验测定值与理论值比较的相对误差:%2.18%100442.6442.627.5-=⨯-=δ②当T =308.2K 时:lg k 2=-1780÷308.2+0.00754×308.2+4.53=1.078∴308.2K 时的理论速率常数:k 2=11.967 L/(mol ·min) 实验测定值与理论值比较的相对误差:%6.11%100967.11967.1158.10-=⨯-=δ③又)11(k k ln21a 12T T R E -= 269.0lgk lgk k k lg1212=-= 858.110k k 269.012==∧619.0ln1.858k k ln12== kJ/mol3.472983082983080.619314.8k k ln122112a =-⨯⨯⨯=-⋅⋅⋅=T T T T R E 相对误差:%4.12%1003.473.4753.2=⨯-⑵实验结果讨论本实验用电导法测定反应物乙酸乙酯与NaOH 起始浓度相同的情况下,25℃、35℃温度下乙酸乙醋皂化应的速率常数,它们分别为5.27 L/(mol ·min)、 10.58 L/(mol ·min),与理论值比较的相对误差分别为-18.2%、-11.6%,由速率常数计算得到的活化能为53.2 kJ/mol ,与理论值比较的相对误差为12.4%。

实验测定的数值与理论值比较的相对误差比较大,主要原因可能有: ①温度不够恒定。

温度对反应速率k 受温度的影响很大,实验所使用的恒温槽的恒温效果不是很好,在测定的过程中温度会有±0.2℃的飘动,造成实验测定数值产生误差;②实验测定速率常数与活化能的前提是反应物乙酸乙酯与NaOH 起始浓度相同,由于反应物浓度很低(0.0200mol/L ),因此,很难把两种溶液的浓度配制得恰好相等,所以,实验测定时很可能反应物浓度时不相等的,因此,会对实验测定结果造成很大的影响。

③乙酸乙醋易挥发,当场配制既浪费时间又很难准确,必须由实验教师先大量配制好,但在放置过程中往往会因为发生水解,而使得浓度降低,因此,由于不能保证乙酸乙酯浓度的准确性而影响实验结果的测定。

④,配制好的NaOH 溶液也会吸收空气中CO 2,虽对NaOH 溶液的准确浓度事先进行了标定,而实验时被测的却是电导率,OH —与CO 32—两离子的电导数值差别又很大,结果会使测定后期的数据偏差逐渐增大。

不同的反应物初始浓度比对电导法测定皂化反应速率常数有明显的影响:①当乙酸乙酯的初始浓度和氢氧化钠的初始浓度相等时(a = b ) ,可用电导法测定皂化反应的速率常数。

但由于物质纯度的限制及配制溶液时的误差等原因,很难使a 与b 达到真正意义上的相等,而且影响测定的因素也较多,故使所测结果仍有一定的误差。

②当a <b (1<ba ≤115) 时,N aOH 过量,体系中由于消耗了与CH 3COOC 2H 5等量的N aOH ,使体系的电导也会产生很大的变化,而且所需时间也较小,a 与b 的浓度也可分别控制。

实验证明,在所选浓度范围内, 用电导法可较好地测定皂化反应的速率常数。

③当a > b (1<ab ≤114) 时,乙酸乙酯过量,N aOH 被较快地消耗掉。

但由于CH 3COOC 2H 5对电导的贡献可以忽略,却对反应速率有影响,导致作图时得不到一条直线,从而也就不能用电导法测定a > b 时皂化反应的速率常数。

【提问与思考】⑴为何本实验要在恒温条件进行,而CH 3COOC 2H 5和NaOH 溶液在混合前还要预先恒温?答:因为反应速率k 受温度的影响大,(k T+10)/k T =2~4,若反应过程中温度变化比较大,则测定的结果产生的误差较大;反应物在混合前就预先恒温是为了保证两者进行反应的时候是相同温度的,防止两者温差带来温度的变化影响测定结果。

⑵为什么CH 3COOC 2H 5和NaOH 起始浓度必须相同,如果不同,试问怎样计算k 值?答:需按k =)()(ln )(1x b a x a b b a t ---计算k 值。

式中 x =a t ∞--κκκ00κ (a 为两溶液中浓度较低的一个溶液的浓度)。

X 的表达式推导如下:① 设NaOH 的起始浓度为a ,CH 3COOC 2H 5起始浓度为b ,且a <b ,则有:NaOH +CH 3COOC 2H 5 CH 3COONa +C 2H 5OHt =0 a b 0 0 t =t a -x b -x x x t =∞ 0 b -a a a 又因为强电解质稀溶液的电导率与其浓度成正比,故有: κ0=A 1 a ;κ∞=A 2 a ;κt =A 1(a -x)+A 2 xA 1、A 2是与温度、溶剂、电解质NaOH 及CH 3COONa 的性质有关的比例常数。

联立上述三个式子,可得出:x =a t∞--κκκ00κ② 设NaOH 的起始浓度为b ,CH 3COOC 2H 5起始浓度为a ,且a <b ,则有:NaOH +CH 3COOC 2H 5 CH 3COONa +C 2H 5OHt =0 b a 0 0 t =t b -x a -x x x t =∞ b -a 0 a a 又因为强电解质稀溶液的电导率与其浓度成正比,故有: κ0=A 1 b ;κ∞=A 1(b -a )+A 2 a ;κt =A 1(b -x)+A 2 x联立上述三个式子,可得出:x =a t∞--κκκ00κ⑶有人提出采用pH 法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数,此法可行吗?为什么?答:可以。

CH 3COOC 2H 5+OH -=CH 3COO -+C 2H 5OH ,反应速率方程为:v=dx/dt=k(a-x)(b-x),当起始浓度相同(a=b ),对该式积分简化得:k=x/ta(a-x)。

设t 时刻溶液的pH 值为ε(t ),则此时溶液OH -的浓度为c t (OH-)=10(pH-14),即a-x=10(pH-14),ka=[a-10(pH-14)]/[t ·10(pH-14)],用a-10(pH-14)对[t ·10(pH-14)作图,可得一条直线,该直线的斜率m=ka ,即k=m/a 。

⑷如果NaOH 和CH 3COOC 2H 5溶液为浓溶液,是否能用此法求算k 值?为什么?不能。

因为在推导时,前提条件是强电解质的稀溶液,只有溶液浓度足够稀时,才能保证浓度与电导有正比关系。

一般NaOH 和CH 3COOC 2H 5溶液的浓度为0.0200 mol ·dm -3为宜,若浓度过低,则因电导变化太小,测量误差大。

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