文档介绍:电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数(华南师范大学物化实验)
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华南师范大学实验报告
电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数
一、实验目的
(1)学会用电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数,掌握其原理及方法。
(2)掌握活化能的测定方法。
(2)了解二级反应的特点,学会用图解计算法求二级反应的速率常数。
(3)掌握电导率仪的使用方法。
二、实验原理
乙酸乙酯皂化反应是典型的二级反应,其反应式为
CH3COOC2H5 + NaOH === CH3COONa + C2H5OH
其速率方程可表示为
①
当反应物起始浓度相同即c碱 = c酯 = c0时,则有
CH3COOC2H5 + NaOH === CH3COONa + C2H5OH
t=0 c0 c0 0 0
t=t ct ct c0 - ct c0 - ct
t=∞ 0 0 c0 c0
则,c为反应任一时刻的浓度。积分并整理得速率常数k的表达式为
②
在反应过程中,ct随时间变化而变化,不同反应的ct可以用各种方法测量,本实验通过测定溶液电导率随时间的变化从而求出速率常数k。
假定此反应在稀溶液中进行,且CH3COONa全部电离。则参加导电离子有Na+、OH-、CH3COO-,而Na+反应前后不变,OH-的迁移率比CH3COO-大得多,随着反应的进行,OH-不断价绍,CH3COO-不断增加,所以体系电导率不断下降。体系电导率(κ)的下降和产物CH3COO-的浓度成正比。
另κ0、κt和κ∞分别为0、t和∞时刻的电导率,则
t=t时,c0 – ct = K(κ0 - κt) K为比例常数
t→∞时,c0 = K(κ0 – κ∞)
两式联立,整理得ct = K(κt – κ∞)
代入动力学方程②,并消去比例常数K得
③
进一步整理得
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五、数据记录与处理
℃的反应速率常数
恒温温度
κ0
V乙酸乙酯
[乙酸乙酯]
VNaOH
[NaOH]
℃
t/min
κt/(ms/cm)
κ0 –κt/(ms/cm)
(κ0 –κt)/t
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
κt对(κ0 –κt)/t作图,舍去前6分钟的三个数据点,=1
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+,。根据式④
则有=. 已知初始浓度c0=,℃时,速率常数=·mol-1·min-1
℃的反应速率常数
恒温温度
κ0
V乙酸乙酯
[乙酸乙酯]
VNaOH
[NaOH]
℃
t/min
κt/(ms/cm)
κ0 –κt/(ms/cm)
(κ0 –κt)/t
2
4
6
8
10
12
14
0.