实验目的1.掌握电导法测定反应速率常数的原理和方法2.了解二级反应的特点,学会用图解计算法求取二级反应的速率常数3.用电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数,了解反应活化能的测定方法

电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数



实验目的

1.掌握电导法测定反应速率常数的原理和方法

2.了解二级反应的特点,学会用图解计算法求取二级反应的速率常数

3.用电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数,了解反应活化能的测定方法

实验原理

乙酸乙酯皂化是一个二级反应,其反应式为:



反应速率方程为：

在反应过程中,各物质的浓度随时间而变。测定该反应体系组分浓度的方法很多，例如，可用标准酸滴定测出不同时刻OH-离子的浓度。本实验使用电导率仪测量皂化反应进程中体系电导值G随时间的变化，可以监测反应的进程，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。若反应物和的初始浓度相同(均设为c),设反应时间为t时,反应所产生的和的浓度为x,若逆反应可忽略,则反应物和产物的浓度时间的关系为:



t=0： c c o o

t=t： c-x c-x x x



上述二级反应的速率方程可表示为:

..........(1)

作积分得:

或 .........(2)

显然,只要测出反应进程中任意时刻t时的x值,再将已知浓度c代入上式,即可得到反应的速率常数k值.

因反应物是稀水溶液,故可假定全部电离.则溶液中参与导电的离子有Na+、OH-和等,Na+在反应前后浓度不变,OH-的迁移率比的大得多.随着反应时间的增加,OH-不断减少,而不断增加,所以体系的电导值不断下降.在一定范围内,可以认为体系电导值的减少量与的浓度x的增加量成正比,即:

…….(3)

…….(4)

式中, 和分别是溶液起始和t时的电导值, G∞为反应终了时的电导值,β是比例系数.将(3)、(4)代入(2)得:

.........( 5)

或写





从直线方程式可知,只要测出G0、G∞和一组值,据(11.5)式,由对t作图,应得一直线,从其斜率即可求得速率常数k值.




实验仪器与试剂

DDS-307型数字电导率仪 1台 双管电导池 1个

移液管(10 mL) 2支 DJS-1型铂黑电极 1支

洗耳球 1只 (0.0100、0.0200 mol/L) 一瓶

CH3COONa(0.0100 mol/L) 一瓶 CH3COOC2H5(0.0200 mol/L) 一瓶

实验步骤

本实验用烧杯作电导池，如下：

1. G0的测定

(1)洗净烧杯并烘干,倒入适量0.0100 mol/L溶液(以能浸没铂黑电极并高出1cm为宜)。

(2)用电导水洗涤铂黑电极,再用0.0100 mol/L 溶液淋洗,然后置入烧杯中。

(3)测量溶液的电导(
率)值,每隔2 min测量一次,共3次。

2.G∞的测定

实验测定过程不可能进行到t=∞,且反应也并不完全可逆,故通常以0.0100 mol/L 的溶液的电导(率)值作为G∞,测量方法与G0的测量方法相同。