发布时间 : 星期日 文章电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数晏威更新完毕开始阅读9234cd55ab00b52acfc789eb172ded630a1c98df
实验五 电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数
一、实验目的
1. 测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数；
2. 了解二级反应的特征，学会用图解法求出二级反应的速率常数。 二、实验原理
乙酸乙酯皂化反应属于二级反应，其化学反应方程式如下： CH3COOC2H5 + NaOH = CH3COO Na + C2H5OH
设反应物乙酸乙酯和氢氧化钠的起始浓度相同，用c表示。反应进行到时间t时，生成物浓度为x，这时CH3COOC2H5 和NaOH的浓度均为（c-x）。反应趋于完全时，生成物的浓度接近为c，反应物的浓度接近为0。设逆反应可忽略，则反应物和生成物的浓度随时间的关系为：
CH3COOC2H5 + OH - → CH3COO - + C2H5OH
t＝0: c c 0 0 t = t: (c- x) (c-x) x x t→∞: →0 →0 →c →c 则此二级反应的速率方程为
dx/dt = k(c-x)(c-x) （1）
积分得： kt=x/【c(c-x)】 (2)
显然，只要测出反应进程中t时的x值，再将c代入上式，就可得到反应速率常数k值。
由于溶液的浓度很稀，故可认为CH3COONa全部电离。溶液中参与导电的离子有Na+、0H-、CH3COO-，而Na+浓度反应前后浓度无变化，OH-
浓度不断减小，CH3COO- (Ac-)浓度不断增大，由于0H-的迁移率比Ac-的迁移率大得多，所以，随着反应的进行，溶液的电导将不断下降(当然电导率也下降)。
在一定范围内，可以认为体系的电导值的减少量与CH3COO-的浓度x的增加量成正比，即
t=t时, x=β(G0-Gt) (3) t=∞时，c=β（Gt-G∞） (4)
式中G0和G∞分别为溶液起始和终了时的电导值，Gt时t时的电导值，β为比例常数。将式(3) 和(4)代入式（2）得：
kt=(G0-Gt)/【c（Gt-G∞）】 即 ckt=(G0-Gt)/（Gt-G∞） （6） 从直线方程可知（6），只要测出G0 、G∞以及一组Gt值，利用
（G0-Gt)/（Gt-G∞）对t作图，应得一直线，由斜率即可求得反应速率常数k，其单位是 min-1·mol-1·L。 三、仪器和试剂
数字电导率仪、恒温水浴、移液管、锥形瓶、0．020mol/L 的NaOH溶液、0．010mol/L的 CH3COONa溶液和0．020mol/L 的CH3COOC2H5溶液。 四、实验步骤
（1）开启恒温水浴，调至所定实验温度（35。C）。 (2) 按实验要求调节电导率仪。
(3) G0的测量
向干净、烘干的锥形瓶A中加入25.00ml 0．020mol/L 的NaOH溶液，
加25.00ml水稀释一倍，再将铂黑电极用待测液淋洗2次后，插入A瓶中，将锥形瓶A置于恒温水浴中，恒温约10min，然后测量溶液的电导率，读3次，取平均值。注意要先用待测溶液校对，然后打到测定档进行测定。 （4）G∞的测量
由于实验过程不可能进行到t→∞，且反应也并非完全不可逆，所以常用0．010mol/L CH3COONa溶液的电导率作为G∞。向干净、烘干的锥形瓶B中加入50ml 左右0．010mol/L的CH3COONa溶液，恒温约10min，然后测量溶液的电导率。
(5) Gt的测量
向预先洗净、烘干的锥形瓶C和D中分别移入25.0ml 0．020mol/L的NaOH溶液和0．020mol/L 的CH3COOC2H5溶液，在恒温水浴中恒温10min。恒温10min后，将C中的溶液倒入D中，混合均匀，立即测量其电导值。每隔2min读一次数据，直至电导值基本不变。该反应需要45min— 1h。
（6）反应结束后，倾去反应，洗净仪器。 五 数据处理： 1）数据记录
表1 Go和G∞（t=35℃）
NaOH的电导率Go(us/cm) 平均值(us/cm)
CH3COONa的电导率G∞ (us/cm) 平均值(us/cm)
表2 Gt（t=35℃）
时间（min Gt(us/cm) (Go-Gt)/ (Gt-G∞ ） 时间（min Gt(us/cm) (Go-Gt)/ (Gt-G∞ ）
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
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以(Go-Gt)/(Gt-G∞ )-t/min做图，根据斜率，求出速率常数k
由于初始浓度c=0.02mol/L, 乙酸乙酯速率常数k=斜率/0.02 讨论：
1．为什么可用稀释所配Na0H溶液1倍的电导代替反应开始时的电导。 2．在本实验中参加反应物质的起始浓度是多少?是否就是所配乙酸乙酯的浓度?
3．被测溶液的电导是由哪些离子贡献的?反应进程中溶液的电导为何发生变化?
4．为什么要使两种反应物的浓度相等?
5．用作图外推法求Go与测定反应开始时相同Na0H浓度所得Go是否一致?