乙酸乙酯皂化反應實驗報告

2022-03-22 09:52:14 字數 2276 閱讀 2594

1.通過電導法測定乙酸乙酯皂化反應速度常數。

2.求反應的活化能。

3.進一步理解二級反應的特點。

4.掌握電導儀的使用方法。

乙酸乙酯的皂化反應是乙個典型的二級反應:

設在時間時生成濃度為,則該反應的動力學方程式為

(8-1)

式中,,分別為乙酸乙酯和鹼的起始濃度,k為反應速率常數,若a=b,則(8-1)式變為

8-2)

積分上式得8-3)

由實驗測的不同t時的x值,則可根據式(8-3)計算出不同t時的k值。如果k值為常數,就可證明反應是二級的。通常是作對t圖,如果所的是直線,也可證明反應是二級反應,並可從直線的斜率求出k值。

不同時間下生成物的濃度可用化學分析法測定,也可用物理化學分析法測定。本實驗用電導法測定x值,測定的根據是:

(1) 溶液中離子的電導率比離子(即)的電導率要大很多。因此,隨著反應的進行,離子的濃度不斷降低,溶液的電導率就隨著下降。

(2) 在稀溶液中,每種強電解質的電導率與其濃度成正比,而且溶液的總電導率就等於組成溶液的電解質的電導率之和。

依據上述兩點,對乙酸乙酯皂化反應來說,反映物和生成物只有和是強電解質,乙酸乙酯和乙醇不具有明顯的導電性,它們的濃度變化不至於影響電導率的數值。如果是在稀溶液下進行反應,則

式中:,是與溫度、溶劑、電解質和的性質有關的比例常數;,分別為反應開始和終了是溶液的總電導率;為時間t時溶液的總電導率。由此三式可以得到:

(8-4)

若乙酸乙酯與的起始濃度相等,將(8-4)式代入(8-3)式得:

(8-5)

由上式變換為:

8-6)

作圖,由直線的斜率可求k值,即

, 由(8-3)式可知,本反應的半衰期為:

8-7)

可見,兩反應物起始濃度相同的二級反應,其半衰期與起始濃度成反比,由(8-7)式可知,此處亦即作圖所得直線之斜率。

若由實驗求得兩個不同溫度下的速度常數,則可利用公式(8-8)計算出反應的活化能。

8-8)

三、儀器和試劑

四、操作步驟

1.準確配製0.02的溶液和溶液。調節恆溫槽溫度至25℃,除錯好電導儀。將電導池(如圖8-1)及0.02的溶液和溶液浸入恆溫槽中恆溫待用。

2.分別取適量0.01的溶液和溶液注入乾燥的比色管中,插入電極,溶液面必須浸沒鉑黑電極,置於恆溫槽中恆溫15分鐘,待其恆溫後測其電導,分別為和值,記下資料。

3.取200.02的溶液和200.02的溶液,分別注入雙叉管的兩個叉管中(注意勿使二溶液混合),插入電極並置於恆溫槽中恆溫10分鐘。

然後搖動雙叉管,使兩種溶液均勻混合並匯入裝有電極一側的叉管之中,同時開動停表,作為反應的起始時間。從計時開始,在第5、10、15、20、25、30、40、50、60分鐘各測一次電導值。

4.在30℃下按上述三步驟進行實驗。

將測得資料記錄於下表:

室溫:18.6大氣壓:721.50.01 =0.02

說明:其中溫度為30℃時的實驗資料為我小組所測,25℃時的資料是參考其他小組多得。

1.利用表中資料以對作圖求兩溫度下的。

25℃時的—圖

30℃時的—圖

2.利用所作之圖求兩溫度下的,並與測量所得之進行比較。

25℃:測量的=0.1964 作圖所得=0.1743

30℃:測量的=0.1850 作圖所得=0.1638

可以看出作圖所求的兩溫度下的比測量值小一些,說明可能是測量時間太短,反應不完全所造成的,再就是可能資料處理存在著誤差,使得結果偏小。

3.求此反應在25℃和35℃時的半衰期值。

由圖象法可以求出半衰期分別為:25℃: 30℃:

4.計算此反應的活化能。

1.注意每次測量之前都應該校正。

2.選擇合適的量程,使得讀取的數值在10~100之間。

3.進行實驗時,溶液面必須浸沒電極,實驗完畢,一定要用蒸餾水把電極沖洗乾淨並放入去離子水中。

1.為什麼以0.01的溶液和0.01的溶液測得的電導,就可以認為是和。

答:因為它們是強電解質,在稀溶液中,每種強電解質的電導率與其濃度成正比,而且溶液的總電導率就等於組成溶液的電解質的電導率之和。

2.為什麼本實驗要在恆溫條件下進行?而且溶液和溶液在混合前還要預先恆溫?

答:不同溫度條件下所得速率常數不一樣。保證溫度的均一性,使得所測速率常數更加準確。

3.如何從實驗結果來驗證乙酸乙酯皂化反應為二級反應?

答8-3)

由實驗測的不同t時的x值,則可根據式(8-3)計算出不同t時的k值。如果k值為常數,就可證明反應是二級的。通常是作對t圖,如果所的是直線,也可證明反應是二級反應,並可從直線的斜率求出k值。

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