物化实验论文.docx
- 文档编号:6269735
- 上传时间:2023-01-05
- 格式:DOCX
- 页数:11
- 大小:224.06KB
物化实验论文.docx
《物化实验论文.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《物化实验论文.docx(11页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
物化实验论文
乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定
一.摘要
通过实验研究盐效应、超声波效应对乙酸乙酯皂化反应速率常数的影响。
分别采用电导法、pH酸度法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数,从中得出最佳测定方法。
从本次实验,我们可得25℃时电导法所得的反应速率常数为6.5407和6.5706,相对误差均小于6%,而pH法所得的反应速率常数为2.6636和4.6972,相对误差均大于20%;30℃时电导法所得的反应速率常数为8.7609和9.1233,相对误差也均小于6%,而pH法所得的反应速率常数为4.6982和6.1344,相对误差均大于20%。
由此可知,电导法优于pH法;且也可从实验中得知盐效应、超声波效应对乙酸乙酯皂化反应速率常数有影响,它们均使其减小。
二.关键词:
盐效应、超声波效应、电导法、pH酸度法、皂化反应、反应速率常数。
正文
1.前言
乙酸乙酯是一个典型的二级反应,受到温度、盐效应等因素的影响。
且目前有关盐效应、超声波效应对乙酸乙酯皂化反应速率常数影响的文献鲜有。
测定乙酸乙酯皂化反应速率常数的方法有电导法和pH酸度法,为得出乙酸乙酯皂化反应速率常数的较优法以及盐效应与超声波效应对测定结果的影响,本实验对其进行研究。
2.实验部分
2.1实验仪器:
1).电导仪(DDS-307,上海雷磁公司)
2).台式酸度计(PH211,HANNA公司)
3).精密恒温槽(DF-02,南京舫奥科有限公司)
4).超声波(SK-5200LH,上海科导超声仪器有限公司)
5).秒表
实验试剂:
乙酸乙酯(分析纯),氢氧化钠(O.0200mol/L),氯化钠(0.1mol/L),蒸馏水。
2.2实验方法
2.2.1电导法:
原理:
在乙酸乙酯乙酸乙酯皂化反应是二级反应,其反应式为:
OH-电导率大,CH3COO-电导率小。
因此,在反应进行过程中,电导率大的OH-逐渐为电导率小的CH3COO-所取代,溶液电导率有显著降低。
对稀溶液而言,强电解质的电导率κ与其浓度成正比,而且溶液的总电导率就等于组成该溶液的电解质电导率之和。
因此可用电导率仪测量皂化反应进程中的电导率,从而达到测量反应速率常数的目的。
步骤:
1)恒温槽调节及溶液的配制
调节恒温槽温度为298.2K。
配制0.0200mol/L的CH3COOC2H5溶液100mL。
分别取10mL蒸馏水和10mL0.0200mol/LNaOH的溶液,加到洁净、干燥的叉形管电导池中充分混合均匀,置于恒温槽中恒温5min。
2)Lo的测定
用DDS一11(T)型数字电导率仪测定上述已恒温的NaOH溶液的电导率Lo。
3)Lt的测定
在另一支叉形电导池直支管中加10mL0.0200mol/LCH3COOC2H5,侧支管中加入10mL0.0200mol/LNaOH,并把洗净的电导电极插入直支管中。
在恒温情况下,混合两溶液,同时开启停表,记录反应时间(注意停表一经打开切勿按停,直至全部实验结束),并在恒温槽中将叉形电导池中溶液混合均匀。
当反应进行6min时测电导率一次,并在8min、10min、12min、14min、17min、20min、23min,27min、31min时各测电导率一次,记录电导率Lt及时间t。
4)调节恒温槽温度为308.2K,重复上述步骤测定其Lo和Lt,但在测定Lt时是按反应进行6min、8min、10min、12min、14min、17min、20min、23min,27min、31min时测其电导率。
【1】
2.2.2pH酸度发:
原理:
反应速率是指单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增大在恒定温度下,反应速率与各反应物浓度幂的乘积成正比对一般反应
其反应速率为
式中 比例常数k称为反应速率常数它与浓度无关但受温度的影响其单位山反应级数来确定,α和β称为反应物的级数,各个反应物的级数之和叫做反应的总级数酸碱反应溶液中的OHˉ浓度与溶液pH值的关系为:
。
在乙酸乙酯皂化反应中,参与反应物之一为OHˉ,且随着化学反应的进行,溶液中OHˉ的浓度逐渐减小,这样溶液的pH值也将逐渐减小用严格测定溶液的pH值的方法得到各个时刻溶液中OHˉ的浓度,根据其变化规律求出反应速率常数k。
步骤:
1)恒温槽调节及溶液的配制
调节恒温槽温度为298.2K。
配制0.0200mol/L的CH3COOC2H5溶液100mL。
分别取10mL蒸馏水和10mL0.0200mol/LNaOH的溶液,加到洁净、干燥的叉形管电导池中充分混合均匀,置于恒温槽中恒温5min。
2)pH的测定
在另一支叉形电导池直支管中加10mL0.0200mol/LCH3COOC2H5,侧支管中加入10mL0.0200mol/LNaOH,并把洗净的电导电极插入直支管中。
在恒温情况下,混合两溶液,同时开启停表,记录反应时间(注意停表一经打开切勿按停,直至全部实验结束),并在恒温槽中将叉形电导池中溶液混合均匀。
当反应进行6min时测电导率一次,并在8min、10min、12min、14min、17min、20min、23min,27min、31min时各测pH一次,记录pH及时间t。
3)调节恒温槽温度为308.2K,重复上述步骤测定其初始pH及后10个的pH,但在测定后10个的pH时是按反应进行6min、8min、10min、12min、14min、17min、20min、23min,27min、31min时测其pH。
3.结果与讨论:
3.1乙酸乙酯皂化反应速率常数测定方法很多,归纳起来有化学分析法及物理化学分析法两类。
化学分析法是在一定时间取出一部分试样,使用骤冷或取去催化剂等方法使反应停止,然后进行分析,直接求出浓度。
这种方法虽设备简单,但是时间长,比较麻烦。
物理化学分析法有旋光、折光、电导、分光光度等方法,根据不同情况可用不同仪器。
这些方法的优点是实验时间短,速度快,可不中断反应,而且还可采用自动化的装置。
但是需一定的仪器设备,并只能得出间接的数据,有时往往会因某些杂质的存在而产生较大的误差。
为寻求最佳方法本实验采用电导法与pH酸度法测出,其结果见图a1~a8:
由图可得下表
电导法
PH法
25℃
30℃
25℃
30℃
K1
6.5407
8.7609
2.6636
4.6982
K2
6.5706
9.1233
4.6972
6.1344
K平均
6.5556
8.9421
3.6804
5.4163
相对误差
3.73%
3.85%
41.76%
37.09%
由表中可看出电导法的K值与文献值相比相对误差远小于pH酸度法的相对误差,所以电导法优于pH法。
所以接下来的实验应采用电导法。
3.2乙酸乙酯皂化反应速率常数影响因素研究
由文献可知可知,乙酸乙酯皂化反应速率常数受多种因素影响,其中盐效应、超声波效应对其影响文献中鲜少报道,基于此,本实验对其进行研究。
3.2.1盐效应对乙酸乙酯皂化反应速率常数的影响
为研究盐效应对乙酸乙酯皂化反应速率常数的影响,实验得出结果如图b1~b6:
由图b1~b6可得:
0.1mlNaCl
0.2mlNaCl
0.4mlNaCl
k1
8.318
7.900
7.921
k2
8.739
8.272
7.620
由表可知,盐效应使乙酸乙酯皂化反应速率常数减小。
3.2.2超声波对乙酸乙酯皂化反应速率常数的影响
为研究超声波对乙酸乙酯皂化反应速率常数的影响,实验得出结果如图b8~b10:
由图b7~b10可得:
59KHz100%
40KHz100%
k1
7.575
7.811
k2
8.045
7.824
由表可得,超声波效应也使其减小。
4.小结
经过实验证明电导法测得的反应速率常数比pH酸度法测得的更接近真实值,所以采用电导法测反应速率常数更准确。
盐效应、超声波效应对乙酸乙酯皂化反应速率常数有影响,它们均使其减小,且超声波对反应的影响更大。
参考文献:
【1】孙尔康,徐维清,邱金恒,《物理化学实验》(南京大学出版社)
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 物化 实验 论文