乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定00001.docx
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乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定00001.docx
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乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定00001
乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定
D
1.
2.
3.κt的测定
在另一支叉形管的直支管中加10mlCH3COOC2H5标准溶液,侧支管中加10mlNaOH标准溶液,放入25℃恒温5min后,将其混合均匀并立即记时,同时用该溶液冲洗电极三次,开始测量其电导率值(由于反应为吸热反应,开始时会有所降低,因此一般从第6min开始读数)当反应进行6min,9min,12min,15min,20min,25min,30min,35min,40min时各测电导率一次,记录电导率κt及时间t。
反应结束后,倾去反应液,洗净电导池及电极,将铂黑电极浸入蒸馏水中。
4.调节恒温槽温度为35℃,重复上述步骤测定其κ0和κt,但在测定时是按照进行4min,6min,8min,10min,12min,15min,18min,21min,24min,27min,30min时测其电导率。
一、数据记录与处理
室温:
24.9℃大气压力:
100.46kPa
初始浓度:
CCH3COOC2H5=0.0212mol·dm-3CNaOH=0.0212mol·dm-3
表一电导率随时间的变化(25℃,κ0=2372uS·cm-1)
t/min
6
9
12
15
20
25
30
35
40
κt/uS·cm-1
1803
1631
1512
1420
1307
1226
1165
1118
1082
(κ0-κt)/t/
uS·cm-1·min-1
94.83
82.33
71.67
63.47
53.25
45.84
40.23
35.83
32.25
表二电导率随时间的变化(35℃,κ0=2764uS·cm-1)
t/min
4
6
8
10
12
15
18
21
24
27
30
κt/uS·cm-1
2038
1835
1710
1618
1541
1454
1388
1337
1298
1266
1240
(κ0-κt)/t/
uS·cm-1·min-1
182
155
132
115
102
87.3
76.4
67.9
61.1
55.5
50.8
∴由两幅图中易得25℃时直线斜率k1=11.35008,35℃时直线斜率k2=5.95047,
则k(T1)=1/(k1×CCH3COOC2H5)=1÷(11.35008×0.0212)=4.16;
k(T2)=1÷(5.95047×0.0212)=7.93
∴根据式(2.9.3),Ea=ln(k(T2)/k(T1))×RT1T2/(T2-T1)得:
Ea=ln(7.93÷4.16)×8.314×298.15×308.15÷10=49.28kJ/mol
六、注意事项
(1)乙酸乙酯溶液和NaOH溶液浓度必须相同。
(2)由于乙酸乙酯易挥发,故称量时应在称量瓶中准确称取,并需动作迅速。
(3)乙酸乙酯溶液需临时配制,配制时动作要迅速,以减少挥发损失。
(4)在测定κ0时,所用的蒸馏水最好先煮沸,以除去二氧化碳;25℃和35℃的κ0测定中,溶液须更换。
七、结果与讨论
1、实验所测得的乙酸乙酯皂化反应在25℃和35℃时的速率常数分别为:
κ(298.15)=4.16(mol*m-3)-1*S-1
κ(308.15)=4.16(mol*m-3)-1*S-1
该反应的活化能为Ea=49.28kJ/mol
2.误差分析
在该实验过程中,存在仪器本身的误差,也存在移液过程中造成的误差,同时还存在数据处理方面产生的误差。
误差具体来源可能有:
(1)、没有严格按照实验步骤进行。
(2)、电导池未清洗干净。
(3)、移液过程中,液体与移液管的刻度线不水平。
八、思考题
1、为何本实验要在恒温条件下进行,而且NaOH溶液和CH3COOC2H5溶液混合前还要预先恒温?
答:
a、因为反应速率与温度有关,温度每升高10℃,反应速率约增加2~4倍。
同时电导值也与温度有关,所以实验过程中须恒温。
b、NaOH和CH3COOC2H5溶液混合前要预先恒温,以确保反应在实验温度下进行。
2、如果NaOH溶液和CH3COOC2H5溶液的起始浓度不相等,试问应怎么计算?
答:
需按k=
计算k值。
式中x=
(a为两溶液中浓度较低的一个溶液的浓度)。
X的表达式推导如下:
设NaOH的起始浓度为a,CH3COOC2H5起始浓度为b,且a<b,则有:
NaOH+CH3COOC2H5CH3COONa+C2H5OH
t=0ab00
t=ta-xb-xxx
t=∞0b-aaa
又因为强电解质稀溶液的电导率与其浓度成正比,故有:
κ0=A1a;κ∞=A2a;κt=A1(a-x)+A2x
A1、A2是与温度、溶剂、电解质NaOH及CH3COONa的性质有关的比例常数。
联立上述三个式子,可得出:
x=
3、如果NaOH溶液和CH3COOC2H5溶液为浓度,能否用此法求k值?
为什么?
答:
不能。
因为在推导时,前提条件是强电解质的稀溶液,只有溶液浓度足够稀时,才能保证浓度与电导有正比关系。
一般NaOH和CH3COOC2H5溶液的浓度为0.0200mol·dm-3为宜,若浓度过低,则因电导变化太小,测量误差大。
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