酯皂化反应动力学实验报告
本实验报告主要讲述了酯皂化反应的动力学实验,旨在了解化学动力学实验的原理和基本测量方法,理解化学反应动力学方程的意义,掌握动力学实验数据分析方法,并测定乙酸乙酯皂化反应过程中的电导率变化,计算其反应速率常数。
一、实验目的:
1. 了解化学动力学实验的原理和基本测量方法
2. 理解化学反应动力学方程的意义,掌握动力学实验数据分析方法,了解误差的来源和影响实验结果的主要因素
3. 测定乙酸乙酯皂化反应过程中的电导率变化,计算其反应速率常数
4. 掌握电导率仪的使用方法
二、实验原理:
乙酸乙酯皂化反应:CH3COOC2H5 + NaOH → CH3COONa + C2H5OH为二级反应,若反应物浓度相等,均为c0,且t时刻的浓度为c,则根据动力学原理可以得到反应速率系数k的表达式为:
kC H 3COONa= 1t c0· c0−c
为了得到在不同时间的反应物浓度c,本实验中用电导率仪测定溶液电导率的变化来表示。这是因为随着皂化反应的进行,溶液中导电能力强的OH-离子逐渐被导电能力弱的CH3COO-离子所取代,所以溶液的电导率逐渐减小。
三、仪器和试剂:
试剂:新鲜配置的0.020mol·L-1乙酸乙酯溶液,0.020mol·L-1 NaOH溶液
仪器:DDS-307型电导率仪,DJS-1型光亮铂电极,大试管,秒表,混合反应器
四、实验步骤:
1. 调节恒温槽温度为25.0±0.1℃或30.0±0.3℃
2. 电导率仪校准:打开仪器电源,把量程选择开关旋到“检查”位置,常数补偿调节旋钮指向“1”刻度线,温度补偿调节旋钮指向“25”刻度线,调节校准调节旋钮,使仪器显示100.0μS·cm-1
3. 电极常数(即电导池常数)标定:用去离子水清洗电导电极,然后用卷筒纸吸干(注意不要碰电极片)
4. 将电导电极插入混合反应器的b管中,并用移液管加入25mL 0.020mol·L-1 NaOH溶液;用另一移液管吸取25mL 0.020mol·L-1乙酸乙酯溶液于a管中,并用开孔的橡皮塞塞住,置于恒温槽内
5. 恒温后进行混合:用吸球自a管的橡皮塞孔中鼓入空气,把乙酸乙酯压向b管,使其与b管内的NaOH溶液瞬间混合,立刻按下秒表开始计时
6. 测定0.010mol·L-1的CH3COONa溶液的电导率,即为κ∞
五、数据记录与处理:
由线性关系可得,kC H 3COONa=4.14dm3·mol-1·min-1
六、思考题:
1. 本实验为什么可用测定反应液的电导率变化来代替浓度的变化?为什么要求反应的溶液浓度相当稀?
答:这是因为随着皂化反应的进行,溶液中导电能力强的OH-离子逐渐被导电能力弱的CH3COO-离子所取代,所以溶液的电导率逐渐减小;只有溶液的浓度相当稀时,才有强电解质稀溶液和中溶液电导率κ与浓度的正比关系,才可以得到本次试验所需的线性曲线
2. 为什么本实验要求反应液一混合就立刻计时?此时反应液中的c0为多少?
答:对二级反应来说,必须在知道反应物浓度的情况下开始计时,也就是在反应液一开始混合就立刻计时。此时:c0 = 0.0100 mol·L-1
七、分析与讨论:
1. 本实验对各溶液的要求:(1)CH3COOC2H5溶液要新鲜配制,因为乙酸乙酯易挥发
本实验报告展示了酯皂化反应的动力学实验过程,详细介绍了实验目的、实验原理、仪器和试剂、实验步骤、数据记录与处理、思考题和分析与讨论等内容,为化学动力学实验提供了有价值的参考。