实验报告__乙酸乙酯皂化反应_
实验报告 __ 乙酸乙酯皂化反应 _( 超全思考题) )
聊城大学 化学化工学院 聂虎 洋洋
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:
,, CHCOOCHOHCHCOOCHOH，,,,，325325 设在时间时生成浓度为，则该反应的动力学方程式为 xt dx (8-1) ,,,,kaxbx()()dt b 式中，，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 a 为
dx2 (8-2) ,,kax()dt 1xk,，积分上式得: (8-3) taax(), 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， x 就可证明反应是二级的。通常是作对 t 图，如果所的是直线，也可证明反应是二级()ax, 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:
,,OHCHCOO(1) 溶液中离子的电导率比离子(即)的电导率要大很多。因此，3 ,OH 随着反应的进行，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 聊城大学 化学化工学院 聂虎 洋洋
就等于组成溶液的电解质的电导率之和。
NaAc 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
,,Aa01 ,,Aa,2 ,,,，AaxAx()t12 NaAcNaOH 式中:，是与温度、溶剂、电解质和的性质有关的比例常数;AA12 ，分别为反应开始和终了是溶液的总电导率;为时间 t 时溶液的总电导率。由此三,,,0,t 式可以得到:
,,,0t (8-4) xa(),,,,,0 NaOH 若乙酸乙酯与的起始浓度相等，将(8-4)式代入(8-3)式得:
,,,10tk,， (8-5) ta,,,,t 由上式变换为:
,,,0t (8-6) ,，,,,tkat ,,,0t 作图，由直线的斜率可求 k 值，即 ~,tt
11， k,m,maka 由(8-3)式可知，本反应的半衰期为:
1 (8-7) t,1/2ka t 可见，两反应物起始浓度相同的二级反应，其半衰期与起始浓度成反比，由(8-7)1/2 t 式可知，此处亦即作图所得直线之斜率。
1/2 k 若由实验求得两个不同温度下的速度常数，则可利用公式(8-8)计算出反应的活化 E 能。
a 聊城大学 化学化工学院 聂虎 洋洋
,,Ek11a2 (8-8) ln,,,,kRTT112,, 三、仪器和试剂
mL 恒温槽 1 套; 移液管(20)2 支;
mL 电导仪 1 套; 比色管(50)2 支;
,1mL 锥形瓶(250)2 只; molLNaOH,0.02 溶液;
,10.02 溶液; molLCHCOOCH,停表 1 块; 325 ,1mL 烧杯(250)1 只; molLNaOH,0.01 溶液;
,1 溶液。
0.01molLCHCOONa,mL 容量瓶(100)2 只; 3 四、操作步骤
,1NaOHmolL,1(准确配制 0.02 的溶液和溶液。调节恒温槽温度至 CHCOOCH325 ,1NaOHmolL,25?，调试好电导仪。将电导池(如图 8-1)及 0.02 的溶液和CHCOOCH325 溶液浸入恒温槽中恒温待用。
,1NaOHmolL,2(分别取适量 0.01 的溶液和溶液注入干燥的比色管中，CHCOONa3 插入电极，溶液面必须浸没铂黑电极，置于恒温槽中恒温 15 分钟，待其恒温后测其电导，分别为和值，记下数据。
GG0,
,1,1mLmLNaOHmolL,molL,3(取 200.02 的溶液和 200.02 的溶液，CHCOOCH325 分别注入双叉管的两个叉管中(注意勿使二溶液混合)，插入电极并置于恒温槽中恒温 10 分钟。然后摇动双叉管，使两种溶液均匀混合并导入装有电极一侧的叉管之中，同时开动停表，作为反应的起始时间。从计时开始，在第 5、10、15、20、25、30、40、50、60 分钟各测一次电导值。
4(在 30?下按上述三步骤进行实验。
五、数据记录和处理
将测得数据记录于下表:
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室温:18.6? 大气压:721.5 =0.01
=0.02
25? 30?
44 单位:×10 单位:×10 0 / / 0 0.189 / 5 0.161 -0.017 5 0.160 -0.020 10 0.154 -0.0082 10 0.156 -0.008 15 0.145 -0.00387 15 0.151 -0.0043 20 0.134 -0.00212 20 0.144 -0.0031 25 0.128 -0.00188 25 0.135 -0.0019 30 0.127 -0.0014 30 0.130 -0.00159 40 0.120 -0.0008 40 0.125 -0.0025
说明:其中温度为 30?时的实验数据为我小组所测，25?时的数据是参考其他小组多 得。
1.利用表中数据以对作图求两温度下的。
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25?时的—图
30?时的—图
2.利用所作之图求两温度下的，并与测量所得之进行比较。
25?:测量的=0.1964 作图所得=0.1743 30?:测量的=0.1850 作图所得=0.1638
可以看出作图所求的两温度下的比测量值小一些，说明可能是测量时间太短，反应 不完全所造成的，再就是可能数据处理存在着误差，使得结果偏小。
3.求此反应在 25?和 35?时的半衰期值。
?: 30?: 由图象法可以求出半衰期分别为:25
4.计算此反应的活化能。
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六、注意事项
1.注意每次测量之前都应该校正。
.选择合适的量程，使得读取的数值在 10,100 之间。
2 3.进行实验时，溶液面必须浸没电极，实验完毕，一定要用蒸馏水把电极冲洗干净并放入去离子水中。
七、思考题
,1,1NaOHmolL,molL,1.为什么以 0.01 的溶液和 0.01 的溶液测得的电 CHCOONa3 导，就可以认为是和。
GG0, 答:因为它们是强电解质，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。
2. 如果两种反应物起始浓度不同，怎么求速率常数,
答:设起始反应物浓度分别为 a,b 其动力学方程式为{1/(a-b)}ln[{b(a-x)}/a(b-x)}]=kt,其中 x 为 t 时刻的产物浓度 x 用电导仪测的 Go,Gt 求得
3(如何从实验结果来验证乙酸乙酯皂化反应为二级反应,
1xk,，答: (8-3) taax(), 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， x 就可证明反应是二级的。通常是作对 t 图，如果所的是直线，也可证明反应是二级()ax, 反应，并可从直线的斜率求出 k 值。
NaOH4. 为什么本实验要在恒温条件下进行,而且溶液和溶液在混合 CHCOOCH325 前还要预先恒温,
答:不同温度条件下所得速率常数不一样。保证温度的均一性，使得所测速率常数更加准确。
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