实验电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数
电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数
参阅 复旦大学等编 庄继华等修订 《物理化学实验》第三版 P103
1、目的要求
一、    用电导法测乙酸乙脂皂化反应速度常数，了解反应活化能的测定方法。
二、    了解二级反应的特点，学会用图解法求二级反应的速率常数。
三、    掌握电导仪的使用方法。
2、仪器与试剂
电导率仪的使用
超级恒温槽
DD—307电导率仪
大试管两支
毫升移液管三支
洗耳球
双管皂化池
0.0200N乙酸乙酯
0.0200N NaOH
0.0100N 乙酸钠
秒表
滤纸
电导电极(电导池)
3、实验原理
乙酸乙酯皂化是一个二级反应，其反应式为:
CH3COOC2H5+Na+OH- — CH3COO-+Na++C2H5OH
在反应过程中，各物质的浓度随时间而改变。用电导仪测定溶液的电导值    G随
时间的变化关系，可以检测反应的进程，进而可求算反应的速率常数。二级反 应的速率与反应物的浓度有关。
如果反应物CH3COOC2H5和NaOH的起始浓度相同都为 c,
则反应时间为t时，反应所生成的 CH3COO-和 C2H5OH的浓度为 x，那么
CH3COOC2H5 和NaOH的浓度则为（c-x）。
CH3COOC2H5+NaOH — CH3COONa+ C2H5OH
c-x
x
x
—0
—c
—c
c    0    0
t=0    c
t=t    c-x
t —x — 0
二级反应的速率方程可表示为：dx/dt=k(c-x)(c-x)
积分得：kt=x/c(c-x)
由于反应物是稀的水溶液，故可假定 CH3COONa全部电离。则溶液中参与导电 的子有Na+，OH-和CH3COO-等，而 Na+在反应前后浓度不变，OH-的迁移率 比CH3COO-的大得多。随着反应时间的增加，OH-不断减少而CH3COO-不断增加, 所以体系的电导值不断下降。
在一定范围内，可以认为体系的电导值的减少量与 CH3COONa的浓度x的增加
量成正比，即
t=t 时，    x=b(GO-Gt)
t= x时，    c=b(GO-G g)
则    kt=b(GO-Gt)/cb[(GO-G    g)-    (GO-Gt)]= (GO-Gt)/c (GO-G g)
或    ckt= (GO-Gt)/ (GO-G    g)
以(GO-Gt)/(3O-Gg)对t作图应得一直线，由斜率即可求出反应速率常数    k值.
4、实验步骤
1、    熟悉仪器的使用方法。
恒温槽调至3O.O C。开启电导率仪的电源，预热1O分钟。调节电导率仪的“温 度”至3OC ;调“常数”至1;调“量程”至“IV”。
2、 Go的测定：在一支干燥大试管中先后加入 1O.OO毫升O.O2N NaOH和1O.OO
毫升HO,摇匀。用HzO轻轻淋洗电导电极，再用滤纸将电极表面的水分吸干，
放入大试管。恒温10分钟后调电导率仪“校正”旋钮，使电导率仪的读数为200。
3、 6的测定：干燥大试管中加入大约5厘米高的0.01N乙酸钠溶液，恒温10 分钟，读数。共读三次。
4、    G的测定：干燥皂化池A管内加10.00毫升0.02N NaOH，B管内加10.00 毫升0.02N乙酸乙酯，塞上橡皮塞，恒温10min之后，用洗耳球通入B管上口将 乙酸乙脂溶液压入A管，与NaOH昆合。当溶液压入一半时，开始记录反应时间。
反复压几次，使溶液混合均匀，并立即开始测量其电导值，每隔2mmin读一次数 据，直至电导数值变化不大时可停止测量。
5、 洗净大试管和皂化池，放入烘箱内干燥。
5、实验数据记录
30E:    Go =200    G*78,78,78
t(mi n)
2I
4
6
8
10
12
14
16
18
20
G(30C)
168
158
150
143
138
133
129
125
122
120
6、思考题
(J在电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数实验中，初始浓度过大 或过小，对实验有何影响？
答：初始浓度过大，离子就不能完全电离，不能以 (kO-kt)/(kt-k    g )=ckt
作图。
初始浓度过小，则电导率变化太小影响准确度。
(2)可否将NaOH溶液稀释一倍后测得的电导率值作为皂化反应的初始电导率？ 为什么？
答：可以，乙酸乙酯不具有明显的电导率。
(3)为什么两溶液混合一半是就开始计时？
答：因为溶液要尽快混合，而且反应速率较快，电导率也下降较快，所以加入一半时, 就开始计时。
7、实验结论
本实验使用电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数，    用电导仪测定溶液的电
导值G随时间的变化关系，检测反应的进程。通过实验得到 30C时Go=2OO
G^=78,78,78。以(GO-Gt)/ G 0-G^)对t作图应得一直线，直线方程为
y=0.0876x+0.1731,直线斜率为0.0876，进而得到速率常数为 8.76。

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