實驗乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的測定第一頁，共三十六頁，2022年，8月28日實驗?zāi)康?/p>

1.掌握測定乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)及反應(yīng)活化能的物理方法----電導(dǎo)法；

2.了解二級反應(yīng)的特點，學(xué)會用作圖法求二級反應(yīng)的速率常數(shù)及其活化能；

3.熟悉電導(dǎo)測量方法和電導(dǎo)率儀的使用。第二頁，共三十六頁，2022年，8月28日實驗原理

乙酸乙酯皂化反應(yīng)是個典型的二級反應(yīng)。設(shè)反應(yīng)物起始濃度均為C0，經(jīng)時間t后產(chǎn)物的濃度為x。t=0C0C000t=tC0-x

C0-x

xxt=∞00C0C0該反應(yīng)的速率方程為：積分得：-------------（1）第三頁，共三十六頁，2022年，8月28日

本實驗采用電導(dǎo)法測量皂化反應(yīng)中電導(dǎo)L隨時間t的變化。設(shè)L0、Lt、L∞分別代表時間為0、t、∞時溶液的電導(dǎo)。在稀溶液下，乙酸乙醋皂化反應(yīng)，在不同反應(yīng)時刻，其電導(dǎo)率與濃度的滿足以下關(guān)系：式中：α、β----與溫度、溶劑、電解質(zhì)NaOH及NaAc的性質(zhì)有關(guān)的比例常數(shù)；L0、L∞----反應(yīng)開始和終了時溶液的總電導(dǎo)率；Lt----時間t時溶液的總電導(dǎo)率。-----------（2）第四頁，共三十六頁，2022年，8月28日采用電導(dǎo)率法的依據(jù)：（1）溶液中參與導(dǎo)電的離子只有OH-、Na+和CH3COO-，隨著反應(yīng)進行，Na+濃度保持不變，OH-則不斷減少，而CH3COO-不斷增多，由于OH-的摩爾電導(dǎo)比離子的摩爾電導(dǎo)大得多，因此，隨著反應(yīng)的進行，溶液電導(dǎo)不斷減少。（2）在很稀溶液中，每種強電解質(zhì)的電導(dǎo)率L與濃度成正比，而且溶液的總電導(dǎo)率等于溶液中各電解質(zhì)電導(dǎo)率之和。第五頁，共三十六頁，2022年，8月28日由（2）式得：---------（3）將（3）式代入（1）得：作直線關(guān)系圖，從斜率求出反應(yīng)速率常數(shù)Ｋ。第六頁，共三十六頁，2022年，8月28日

根據(jù)阿侖尼烏斯（Ａrrhenius)公式，反應(yīng)活化能Ｅa可由下式求出：式中：Ｋ1、Ｋ2分別為溫度Ｔ1、Ｔ2時反應(yīng)的速率常數(shù)。第七頁，共三十六頁，2022年，8月28日藥品儀器1.電導(dǎo)率儀；2.恒溫槽一套；3.反應(yīng)管；4.移液管、大試管、容量瓶等；5.乙酸乙醋(AR)(0.02mol/L)

氫氧化鈉(AR)(0.02mol/L)；6.等等。第八頁，共三十六頁，2022年，8月28日電導(dǎo)率儀第九頁，共三十六頁，2022年，8月28日恒溫槽一套（實物圖片）控溫儀玻璃溫度計接觸溫度計電動攪拌器加熱器第十頁，共三十六頁，2022年，8月28日反應(yīng)管（實物圖片）混合前恒溫混合過程混合后測定第十一頁，共三十六頁，2022年，8月28日實驗步驟開啟恒溫槽調(diào)節(jié)溫度洗滌試管反應(yīng)器并烘干恒溫反應(yīng)過程的電導(dǎo)率測定量取被測溶液于試管反應(yīng)管測定初始電導(dǎo)率L0配制乙酸乙醋溶液第十二頁，共三十六頁，2022年，8月28日恒溫槽裝置連接好恒溫槽裝置，打開電動攪拌器、控溫儀的開關(guān)，調(diào)節(jié)接觸溫度計的溫度(以玻璃溫度計為準(zhǔn)，30℃或35℃)，加熱至恒溫。注意：加熱器的插頭，應(yīng)插在控溫儀的插孔上，不得直接插到其它電源插座上。第十三頁，共三十六頁，2022年，8月28日乙酸乙醋溶液的配制乙酸乙醋溶液的濃度應(yīng)與氫氧化鈉溶液的濃度相同（均為0.02mol/L）；配制100ml0.02mol/L的乙酸乙醋，需乙酸乙醋m=0.17622g（m/M=0.1*0.02，M為乙酸乙醋的分子量88.11g/mol）；即：乙酸乙醋的體積為V=m/ρ；乙酸乙醋密度與溫度關(guān)系：式中：密度ρ的單位為g/ml;溫度t的單位為℃。第十四頁，共三十六頁，2022年，8月28日用移液管量取20ml0.02mol/LNaOH溶液和20ml蒸餾水放于100ml燒杯中，混均后倒入大試管中（蓋上橡皮塞）。在反應(yīng)管的小管中加入20ml0.02mol/L乙酸乙醋溶液，大管中加入20ml0.02mol/LNaOH溶液（均蓋上橡皮塞）。把它們同時放入恒溫槽中，恒溫15分鐘。第十五頁，共三十六頁，2022年，8月28日溶液在恒溫槽中恒溫15min后，即可以進行測定。第十六頁，共三十六頁，2022年，8月28日電導(dǎo)率儀的量程設(shè)置在10ms檔；對溫度進行補償（根據(jù)室溫）；對儀器進行校正，把“校正測量”轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“校正”處，調(diào)節(jié)常數(shù)校正旋鈕至示值為電導(dǎo)電極常數(shù)；把“校正測量”轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“測量”處，即可開始測量。第十七頁，共三十六頁，2022年，8月28日

用蒸餾水沖洗電導(dǎo)電極，用濾紙吸干電極上的水，把電極插入大試管中(恒溫15min后)，測得的電導(dǎo)率即為初始電導(dǎo)率Ｌ0

。初始電導(dǎo)率Ｌ0的測定第十八頁，共三十六頁，2022年，8月28日電導(dǎo)率Ｌt的測定：用蒸餾水沖洗電導(dǎo)電極，用濾紙吸干電極上的水，電極掛在架上待用。待反應(yīng)管溶液恒溫15分鐘后，用吸耳球把小管中的乙酸乙酯壓到大管中（壓過一半時開始計時）進行完全混合（壓吸反復(fù)多次）。插入電極，測量Ｌt的值，每２分鐘記錄一次，共記錄15次。第十九頁，共三十六頁，2022年，8月28日按照上述方法，測定30℃或35℃時的L0及Lt的數(shù)值。第二十頁，共三十六頁，2022年，8月28日實驗數(shù)據(jù)記錄實驗日期：

；(1)第一次恒溫溫度：

℃；L0=

ms/cm(2)第二次恒溫溫度：

℃；L0=

ms/cm時間(min)電導(dǎo)率Lt時間(min)電導(dǎo)率Lt第二十一頁，共三十六頁，2022年，8月28日數(shù)據(jù)處理1.計算；2.作關(guān)系圖；3.計算直線斜率k，反應(yīng)速率常數(shù)K；4.求出皂化反應(yīng)的Ｅa；5.文獻值。第二十二頁，共三十六頁，2022年，8月28日計算(L0-Lt)/t的結(jié)果：t(min)Lt(L0-Lt)/t(1)第一次恒溫溫度：

℃；L0=

ms/cm(2)第二次恒溫溫度：

℃；L0=

ms/cmt(min)Lt(L0-Lt)/t第二十三頁，共三十六頁，2022年，8月28日(L0-Lt)/t1

(L0-Lt)/t2(L0-Lt)/tLt(ms/cm)0AB

Lt1

Lt2

的關(guān)系圖第一次恒溫溫度30℃第二十四頁，共三十六頁，2022年，8月28日(L0-Lt)/t1

(L0-Lt)/t2(L0-Lt)/tLt(ms/cm)0AB

Lt1

Lt2

的關(guān)系圖第二次恒溫溫度35℃第二十五頁，共三十六頁，2022年，8月28日

直線斜率k1、k2用下式計算：反應(yīng)速率常數(shù)Ｋ1、Ｋ2用下式計算：第二十六頁，共三十六頁，2022年，8月28日

皂化反應(yīng)活化能Ea用阿侖尼烏斯（Ａrrhenius)公式計算：第二十七頁，共三十六頁，2022年，8月28日文獻值：在25℃下，氫氧化鈉濃度，乙酸乙酯濃度均為0.02mol/L，其反應(yīng)速率常數(shù):K=6.4（mol?L-1）-1?min-1其中反應(yīng)速率常數(shù)與溫度的關(guān)系式為：第二十八頁，共三十六頁，2022年，8月28日乙酸乙酯皂化反應(yīng)的活化能:Ea=27.3KJ/mol第二十九頁，共三十六頁，2022年，8月28日實驗結(jié)果與討論⑴結(jié)果：實測值為Ｅa=⑵計算實驗偏差：⑶分析產(chǎn)生偏差的原因：⑷有何建議與想法？第三十頁，共三十六頁，2022年，8月28日注意事項：1.電導(dǎo)率儀要進行溫度補償及常數(shù)校正；2.反應(yīng)液在恒溫時都要用橡膠塞子蓋好；3.混合過程既要快速，又要小心謹(jǐn)慎，不要把溶液擠出反應(yīng)管；4.嚴(yán)格控制恒溫的溫度，因為反應(yīng)過程溫度對反應(yīng)速率常數(shù)影響很大；5.嚴(yán)格配制溶液的濃度，保證氫氧化鈉與乙酸乙酯的濃度相等，否則反應(yīng)速率常數(shù)計算公式將發(fā)生變化。第三十一頁，共三十六頁，2022年，8月28日思考題

1.為什么本實驗要在恒溫下進行？而且氫氧化鈉與乙酸乙酯溶液混合前要預(yù)先恒溫？

2.各溶液在恒溫和操作過程中為什么要蓋好？

3.如何從實驗結(jié)果驗證乙酸乙酯皂化反應(yīng)為二級反應(yīng)？

4.如果氫氧化鈉和乙酸乙酯起始濃度不相等，則應(yīng)怎樣計算Ｋ值