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复习版电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数含思考题答案
Documentserialnumber【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数指导老师:李国良
【实验目的】
学习电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数的原理和方法以及活化能的测定方法;
了解二级反应的特点,学会用图解计算法求二级反应的速率常数;
熟悉电导仪的使用。
【实验原理】
(1)速率常数的测定
乙酸乙酯皂化反应时典型的二级反应,其反应式为:
CHCOOCH+NaOH=CHOONa+CHOH
3
25
3
25
t=0
C
C
00
0
0
t=t
Ct
Ct
C-CtC-Ct
00
t=8
0
0
CC
00
速率方程式-竺=kc2,积分并整理得速率常数k的表达式为:
dt假定此反应在稀溶液中进行,且CHCOONa全部电离。则参加导电离子有Na3+、OH-、CH3COO-,而Na+反应前后不变,OH-的迁移率远远大于CH3COO-,随着反应的进行,OH-不断减小,CH3COO-不断增加,所以体系的电导率不断下降,且体系电导率(K)的下降和产物CH3COO-的浓度成正比。
令K0、Kt和K”分别为0、t和8时刻的电导率,则:
t=t时,C0-Ct=K(KK)K为比例常数
tf8时,C0=K(K-K)
联立以上式子,整理得:
可见,即已知起始浓度C,在恒温条件下,测得K和K,并以K对K0~Kt00ttt
作图,可得一直线,则直线斜率m=上,从而求得此温度下的反应速率常数kc0
ko
(2)活化能的测定原理:
因此只要测出两个不同温度对应的速率常数,就可以算出反应的表观活化
能。
【仪器与试剂】
电导率仪1台铂黑电极1支大试管5支
恒温槽1台移液管3支
氢氧化钠溶液(X10-2mol/L)乙酸乙酯溶液(X10-2mol/L)
【实验步骤】
调节恒温槽的温度在。C;
在1-3号大试管中,依次倒入约20mL蒸馏水、35mLX10-2mol/L的氢氧化
钠溶液和X10-2mol/L乙酸乙酯溶液,塞紧试管口,并置于恒温槽中恒温。
安装调节好电导率仪;
k0的测定:
从1号和2号试管中,分别准确移取10mL蒸馏水和10mL氢氧化钠溶液注入
4号试管中摇匀,至于恒温槽中恒温,插入电导池,测定其电导率k;
Kt的测定:
从2号试管中准确移取10mL氢氧化钠溶液注入5号试管中至于恒温槽中恒温,再从3号试管中准确移取10mL乙酸乙酯溶液也注入5号试管中,当注入5mL时启动秒表,用此时刻作为反应的起始时间,加完全部酯后,迅速充分摇匀,并插入电导池,从计时起2min时开始读k值,以后每隔2min读一次,至30min时可停止测量。
反应活化能的测定:
在35°C恒温条件下,用上述步骤测定kt值。
【数据处理】
求26C的反应速率常数匕,将实验数据及计算结果填入下表:
恒温温度二Ck=-cm-i0
V乙酸乙酯=[乙酸乙酯]=X10-2mol/L
VNaOH=[NaOH]=X10-2mol/L
C0=XX10-2mol/L
实验数据记录及处理表1:
t/min
k/ms*cm-1
(k-K)/
ms?cm-1
K—K/—0/ms?cm-
1?min-1
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
tt数据处理:k对K0—Kt作图,求出斜率m,并由m=上求出速率常数ttkc
0m=,k=1/(mc)=1/***10-2)mol?L-i?min=(mol?min)10
文献参考值:k()=(6±1)L/(mol?min)
采用同样的方法求35°C的反应速率常数k2,计算反应的表观活化能Ea:
a、35C的反应速率常数k2
恒温温度二Ck=?cm-10
V乙酸乙酯=[乙酸乙酯]=X10-2mol/L
Vnoh=[NaOH]=X10-2mol/L
c0=XX10-2mol/L
实验数据记录及处理表2:
t/min
k/ms?cm-1
(k-k)/ms?cm-1
K—K/—o/ms?cm-
1?min-1
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
ttm=,k=1/(mc)=1/***10-2)mol?L-i?min=(mol?min)10
文献参考值:k()=(10±2)L/(mol?min)
b.计算反应的表观活化能:
?.,匕/匕=m/m]
?.?ln(k/k)=Ea/R?(1/T-1/T)ln(m/m)=Ea/R?(1/T-1/T.?Ea=Rln(m/m)?[TT/(T-T)]121221=Xln(:)X[308X299:(308—299)]J/mol=mol
文献值:Ea=mol
相对误差:();X100%=%
【结果分析与讨论】
①根据本实验中测定的数据作Kt-K0-Kt图,图形为抛
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