学号:201114120222
基础物理化学实验报告
实验名称:乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定
应用化学二班 班级 03 组号
实验人姓名: xx
同组人姓名:xxxx
指导老师: 李旭老师
实验日期: 20##-10-29
湘南学院化学与生命科学系
一、实验目的:
1、了解测定化学反应速率常数的一种物理方法——电导法。
2、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。
3、掌握DDS-11A型数字电导率仪和控温仪使用方法。
二、实验原理:
1、对于二级反应:A+B→产物,如果A,B两物质起始浓度相同,均为a,则反应速率的表示式为
(1)
式中x为时间t反应物消耗掉的摩尔数,上式定积分得:
(2)
以作图若所得为直线,证明是二级反应。并可以从直线的斜率求出k。
所以在反应进行过程中,只要能够测出反应物或产物的浓度,即可求得该反应的速率常数。
如果知道不同温度下的速率常数k(T1)和k(T2),按Arrhenius公式计算出该反应的活化能E
(3)
2、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L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。如果乙酸乙酯皂化在稀溶液下反应就存在如下关系式:
(4)
(5)
(6)
A1,A2是与温度、电解质性质,溶剂等因素有关的比例常数,,分别为反应开始和终了时溶液的总电导率。为时间t时溶液的总电导率。由(4),(5),(6)三式可得:
代入(2)式得:
(7)
重新排列即得:
三、实验仪器及试剂
DDS-11A型数字电导率仪1台(附铂黑电极1支),恒温槽1台,秒表1只,电导池3支,移液管3支;0.0200mol/L乙酸乙酯(新配的),O.0200mol/L氢氧化钠(新配的)
四、简述实验步骤和条件:
1、调节恒温槽为所测温度25℃。
2、的测量:分别取10mL蒸馏水和10mL0.0200mol/L的NaOH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15min。用DDS-11A型数字电导率仪测定上述已恒温的NaOH溶液的电导率即为。
3、的测量:在另一支叉形电导池直支管中加10mL 0.0200mol/L CH3COOC2H5,侧支管中加入10mL 0.0200 mol/L NaOH,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。在60min内分别测定6min、9min、12min、15min、20min、25min、30min、35min、40min、50min、60min时的电导率Lt。
作直线关系图,从斜率求出反应速率常数K
五、实验数据及现象的原始记录
温度25℃ =2.07ms·cm-1
3、作图:
=12.9068 min-1;反应温度T1=25℃而反应速率常数,所以K=1/(12.9068 min-1×0.0200mol·L-1)=3.8739L·mol-1·min-1
六、 讨论(主要内容是:1误差分析;2实验中异常现象处理;3对本实验的改进意见;4回答思考题。):
误差分析
造成本实验误差的主要原因可能有:
1、恒温槽的温度不稳定,致使实验的结果存在一定的误差;
2、乙酸乙酯配置太久,部分挥发掉了,致使实验出现较大的偏差;
3、经过多次读数,误差比较大;
4、系统本身存在的偶然误差。
注意事项
1. 实验温度要控制准确
2. 切勿触及铂电极的铂黑
3. 乙酸乙酯溶液和NaOH溶液浓度必须相同。
4. 配好的NaOH溶液要防止空气中的CO2气体进入。
5. 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。
回答思考题
1、 酸溶液所用的水中含有不与反应物生成物发生反应的电解质,对测定的结果有无影响?
答: 存在一定的影响。因为反应速率常数的值与反应条件如温度、催化剂、溶剂等有关,而杂质的存在影响了反应物的浓度,因而对实验结果存在一定的影响。
2、各溶液在恒温和操作过程中为什么要盖好?
答:因为温度升高,溶液的挥发度增大,将溶液盖好是为了减少其挥发,保证溶液的浓度不变;此外,NaOH溶液很容易与空气中的CO2反应,将其盖住就是为了尽量减少此反应的影响。
七、 结论(是否达到了预期目的,学到了那些新知识):
本实验虽存在一定的误差,但基本达到了预期的实验目的
学到的新知识:
1、熟悉并掌握了DDS-11A型数字电导率仪和恒温槽的使用方法
2、进一步了解了二级反应的特点,学会了用图解法求算二级反
应的速率常数。
物 理 化 学 实 验 报 告
实 验 名 称:乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定
学 院: 化学工程学院
专 业: 化学工程与工艺
班 级: 化工09-1
姓 名:
学 号:
指 导 教 师: 胡敏杰 陈斌
日 期: 20##年5月26日
一、实验目的
1、了解用电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率系数和活化能。
2、了解二级反应的特点,学会用图解法求二级反应的速率系数。
3、掌握电导率仪的使用方法。
二、实验原理
1、二级反应的动力学方程
A + B→产物
t=0 a a
t=t a-x a-x
-dcA/dt = -d(a-x)/dt = dx/dt = k(a-x) 2
定积分得: k=x/[ta(a-x)] ①
以x/(a-x)~t作图若所得为直线,证明是二级反应,并从直线的斜率求k。
如果知道不同温度下的速率常数k(T1)和k(T2),按阿仑乌斯方程计算出该反应的活化能Ea
Ea=ln k(T1)/ k(T2)*R[T1 T2 / (T2 -T1 )] ②
2、乙酸乙酯皂化反应是二级反应,反应式:
CH3COOC2H5+NaOH→CH3COONa+C2H5OH
t=0 a a 0 0
t=t a-x a-x x x
t=∞ 0 0 a a
反应前后CH3COOC2H5和C2H5OH对电导率的影响不大,可忽略,故反应前只考虑NaOH的电大率κ,反应后只考虑CH3COONa的电导率κ。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。
有一下关系:
κ0=A1*a κ∞=A2*a κt= A1*(a-x)+ A2*x
有三式得:x=[(κ0-κt)/(κ0-κ∞)]*a,将其代入①中
得 k=[(κ0-κt)/(κ0-κ∞)ta]
重新排列得: κt =(κ0-κt)/kta+κ∞
因此,以κt ~(κ0-κt)/t作图为一直线即为二级反应,并从直线的斜率求出κ。
三、实验仪器、试剂
仪器:数学电导率仪(附电极)1台,恒温水槽1套,秒表1只。叉形电导管2只,移液管(10ml,胖肚)3根
试剂:乙酸乙酯标准溶液(0.02120mol/dm3),NaOH标准溶液(0.02120mol/dm3)
四、实验步骤
1、调节恒温槽
调节恒温槽温度25℃。同时电导率仪提前打开预热。
2、κ0的测定:
分别取10ml蒸馏水和10ml NaOH标准溶液加到洁净。干燥的叉形管仲裁充分混匀,置于恒温槽中恒温5min。用数学电导率仪测定已恒温好的NaOH标准溶液的电导率κ0
3、κt的测定:叉形管10ml CH3COOC2H5标准溶液,侧支管中加10mlNaOH标准溶导率一次,记录电导率κt及时间t。
4、调节恒温槽温度35℃,重复上述步骤测定其κ0和κt,但在测定κt时是按反应进行4min,6 min,8min,10 min,12min,15 min,18min,21 min,24 min,27 min,30 min时测其电导率。
五、数据记录与处理
室温: 27.1 ℃ 大气压: 100.40 Kpa
初始浓度:C CH3COOC2H5= 0.0212 mol/dm3 C NaOH= 0.0212 mol/dm3
⑴ 25℃时,电导率随时间的变化μS·cm-1·min-1
电导率随时间的变化 (25℃,κ0= 2391.20 μS·cm-1)
图1
由图1得:该直线斜率k=14.97
则κ(T1)=k/a=14.97/(0.0212/2)=1412.0 mol /( min·dm3)
⑵ 35℃时,电导率随时间的变化 电导率随时间的变化 (35℃,κ0= 2646 μS/cm)
由图得:该直线斜率k=13.9,则κ(T2)=k/a=13.9/0.0212=655.66mol /( min·dm3)
(3)活化能的计算
Ea=ln k(T1)/ k(T2)·R[T1 T2 / (T2 -T1 )]
=ln(1412 /655.66)×8.314×[298.15×308.15 / (308.15-298.15) ]
=58.56KJ/mol
六、结果讨论
1.乙酸乙酯皂化反应系吸热反应,混合后体系温度降低,所以在混合后的起始几分钟内所测溶液的电导率偏低,因此最好在反应4min~6min后开始,否则,由作图得到的是一抛物线,而不是直线。
2.求反应速率的方法很多,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。
聊城大学化学化工学院聂虎洋洋乙酸乙酯皂化反应速度常相数的测定一实验目的1通过电导法测定乙酸乙酯皂化反应速度常数2求反应的活化能3进…
物理化学实验报告乙酸乙酯皂化反应动力学1目的1了解二级反应的特点2用电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数3用不同温度下的反应速率常…
实验9乙酸乙酯皂化反应速率系数测定丛乐20xx011007生51实验日期20xx年12月8日星期六提交报告日期20xx年12月22…
学号20xx14120xx2基础物理化学实验报告实验名称乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定应用化学二班班级03组号实验人姓名xx同组人…
实验七乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定日期20xx0618来源作者字体大中小乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定一目的及要求1测定皂化反应…
实验9乙酸乙酯皂化反应速率系数测定丛乐20xx011007生51实验日期20xx年12月8日星期六提交报告日期20xx年12月22…
聊城大学化学化工学院聂虎洋洋乙酸乙酯皂化反应速度常相数的测定一实验目的1通过电导法测定乙酸乙酯皂化反应速度常数2求反应的活化能3进…
物理化学实验报告乙酸乙酯皂化反应动力学1目的1了解二级反应的特点2用电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数3用不同温度下的反应速率常…
学号20xx14370135基础物理化学实验报告实验名称乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定应用化学师范班班级03组号实验人姓名xxx同…
电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数指导老师李国良实验目的学习电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数的原理和方法以及活化能的测定方法了…