复旦大学：《物理化学实验》课程教学资源（PPT实验课件讲稿）电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数 Rate Constant for the Saponification of Ethyl Acetate by a Conductometric Method

电导法测定乙酸乙酯皂 化反应的速率常数 - Rate Constant for the Saponification of Ethyl Acetate by a Conductometric Method E 化学系基础实验中心

化学系基础实验中心 电导法测定乙酸乙酯皂 化反应的速率常数 ——Rate Constant for the Saponification of Ethyl Acetate by a Conductometric Method

实验原到 实验方法 验步 数外理 剧考题

➢目的要求 ➢实验原理 ➢实验方法 ➢实验步骤 ➢数据处理 ➢思考题

写的要求 >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 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

➢ 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 ➢ 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 目的要求

实验原理 >着反应速率与反应物A的浓度的二次方成正比,或司 二种反应物A和B的浓度成正比,则该反应为二级反 应。乙烯、丙烯和异丁烯的二聚、乙酸乙酯皂化、二 氧化氮的分解等都是二级反应 反应速率的实验测定对研究反应的动力学和选择合适 的反应条件十分重要。实验测定的主要内容是分析在 不同反应时间内反应物或广产物的浓度。除了时间的测 量外,物质浓度的分析一般采用化学方法或物理方法 本实验即用物理方法-电导法来获得浓度随时间变 化的信息

实验原理 ➢ 若反应速率与反应物A的浓度的二次方成正比，或与 二种反应物A和B的浓度成正比，则该反应为二级反 应。乙烯、丙烯和异丁烯的二聚、乙酸乙酯皂化、二 氧化氮的分解等都是二级反应 ➢ 反应速率的实验测定对研究反应的动力学和选择合适 的反应条件十分重要。实验测定的主要内容是分析在 不同反应时间内反应物或产物的浓度。除了时间的测 量外，物质浓度的分析一般采用化学方法或物理方法。 本实验即采用物理方法－电导法来获得浓度随时间变 化的信息

已知乙酸乙酯皂化是二级反应,其反应式为 CH3COOC2H5 Na+OH'-CH3CO0+ Nat+ CHOH 二级反应的速率与反应物的浓度有关。当反应物 CH3COOC2H和NaOH的初始浓度相同(均为c) 反应时间为,反应所产生的CH3COO和C2H3OH的 浓度为时,二级反应速率方程可写作 kt= xC

➢ 已知乙酸乙酯皂化是二级反应，其反应式为 CH3COOC2H5 + Na+ + OH- → CH3COO- + Na+ + C2H5OH ➢ 二级反应的速率与反应物的浓度有关。当反应物 CH3COOC2H5 和NaOH的初始浓度相同（均为c）， 反应时间为t，反应所产生的CH3COO-和 C2H5OH的 浓度为x时，二级反应速率方程可写作 c(c x) x k t − =

实验方法 当反应物是稀的水溶液时,可假定CH3 COoNa完全电离。 由手OH的迁移率比CH3COo大得多,随着反应时间的增加 OH不斷减少,而CH3COO不断增加,所以体系的电导值不 断下降。在一定范围内,可以认为体系电导值的减少量与 CH3 COONa的浓度x的增加量成正比,即 t=t: x=P(Go-GO = B(Go-Goo 代入前式,得 - ckt 测出G、G以及一组G值,利用 Go-G,/(GrG对作图,应 得一直线,由斜率即可求得反应速率常数值。测量两个不同 温度下的k,即可计算反应的表观活化能E

实验方法 • 当反应物是稀的水溶液时，可假定CH3COONa完全电离。 由于OH-的迁移率比CH3COO-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，可以认为体系电导值的减少量与 CH3COONa的浓度x的增加量成正比，即 t = t： x =β(G0 - Gt ) t =∞： c =β(G0 - G∞) 代入前式，得 测出G0、G∞以及一组Gt值，利用(G0 -Gt )/(Gt -G∞)对t作图，应 得一直线，由斜率即可求得反应速率常数k值。测量两个不同 温度下的k，即可计算反应的表观活化能E ckt G G G G t t = − − (  ) 0

实验步骤 1.预热电导率仪 2.配制溶液 3.开启水浴,设定温度 4.清洗电导管,烘干双管电导池 5.测量两个实验温度下的G0Ga、G1

实验步骤 1. 预热电导率仪 2. 配制溶液 3. 开启水浴，设定温度 4. 清洗电导管，烘干双管电导池 5. 测量两个实验温度下的G0、G、Gt

数据处理 根据测定结果,分别以(GG(G-G)对作 图,并从直线斜率计算反应速率常数k1、k2 必计算反应的活化能

数据处理 ❖ 根据测定结果，分别以(G0 -Gt )/(Gt -G∞)对t作 图，并从直线斜率计算反应速率常数k1、k2 ❖ 计算反应的活化能

思考题 1、为何本实验要在恒温彖件下进行,而 CH3COOC2H和NaOH溶液在混合前还要预先恒温? 2.反应分子数与反应级数是两个完全不同的概念,反 级数只能通过实验来确定。试问如何从实验结果 来验证乙酸乙酯皂化反应为二级反应? 3.乙酸乙酯皂化反应为吸热反应,试问在实验过程中 如何处置这一影响而使实验得到较好结果? 4.如果CH3COOC2H和NaOH溶液均为浓溶液,试间 用此方法求得值?为什么? 5.实验中配制的乙酸乙酯溶液的电导值是否为0? 6为什么测量G时需将B管塞紧后恒温?

思考题 1. 为 何 本 实 验 要 在 恒 温 条 件 下 进 行 ， 而 且 CH3COOC2H5和NaOH溶液在混合前还要预先恒温？ 2. 反应分子数与反应级数是两个完全不同的概念，反 应级数只能通过实验来确定。试问如何从实验结果 来验证乙酸乙酯皂化反应为二级反应？ 3. 乙酸乙酯皂化反应为吸热反应，试问在实验过程中 如何处置这一影响而使实验得到较好结果？ 4. 如果CH3COOC2H5和NaOH溶液均为浓溶液，试问 能否用此方法求得k值？为什么？ 5. 实验中配制的乙酸乙酯溶液的电导值是否为0？ 6. 为什么测量Gt时需将B管塞紧后恒温？