电导法测定二级反应乙酸乙酯皂化反应的速率常数

电导法测定二级反应——乙酸乙酯皂化反应的速率常数电导法测定二级反应——乙酸乙酯皂化反应的速率常数 【摘要摘要】本实验使用电导率仪，测量出反应中t 时刻的物质的浓度。根据二级反应的速 率与浓度的关系， 求出乙酸乙酯皂化反应在一定温度下的速率常数。 学会二级反应的相关计 算及图解法求解速率常数，了解电导率仪的使用。 【abstractabstract】This experiment use the electric conductivity rate machine ,to measure out the degree of the reactive thing in the reaction system at each time t.According to the relation of the reaction rate and the thick degree of the second order reaction, beg out the rate consta nt of the C3COO2H5 and NaOH‘s reaction at the certaintemperature.Learnhowto calculate the data of the second order reaction and learn about the calculation of the rate constantbyusingthegraphing.Mastertheskillofusingthe electric conductivity rate machine. 【关键词关键词】反应速率常数，二级反应，电导率， 活化能 【key wordkey word】The reaction rate constant,second order reaction, electrict conductivity rate ,ctivation energy, 1. 1.实验目的实验目的 1.1 学习测定化学反应动力学参数的分析方法——电导法，了解反应活化能的测定方法 1.2 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。 1.3 认识电导测定的应用，掌握电导仪的使用方法 2. 2.实验原理及方法实验原理及方法 2.1反应级数及二级反应： 化学反应的速率方程中各物浓度的指数称为各物的分级数，所有指数的总和称为反应总级 数，用 n 表示。当 n=2 时，反应为二级反应。 对于二级反应：A + B→ 产物 dx  k (a  x)(b  x)。x 为时间 t 时反应物浓度的改变量。 dt dx 当两个物质起始浓度相等时： k (a  x)(a  x) dt 1 积分为 k t 常数 a  x 1 因此，若以对t作图为一条直线。则反应级数为2，直线的斜率为 k。 a  x 2.2电导率： 反应速率表示为： 电导率的物理意义是：当l=1m，A=1m2 时的电导。 对一种金属，在一定温度下，Lg 是一定的。对电解质溶液的Lg 不仅与温度有关，而且与溶 液中的离子浓度有关。在有多种离子存在的溶液中，Lg 是各种离子迁移作用的总和，它与 溶液中离子的数目，离子所带电荷以及离子迁移率有关。 2.3速率常数的测定 乙酸乙酯皂化反应时典型的二级反应，其反应式为： CH 3COOC2 H 5  NaOH  CH 3COONa  C2 H 5OH t=0 a a 0 0 t=t a-x a - x x x t=∞ 0 0 a a  dc A d(a  x)dx   k(a  x)2 dtdtdt 1x  ta a  x 积分可得：k  反应前后CH 3COOC2 H 5和C2 H 5OH 对电导率的影响不大，可忽略。故反应前只考虑 NaOH的电导率L，反应后只考虑CH 3COONa 的电导率L。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。 随着反应的进行，溶液中导电能力强的NaOH被导电能力弱的CH 3COONa 取代，所以本 实验使用电导仪测量皂化反应过程中电导随时间的变化， 从而跟踪反应物浓度随时间变化的 目的。 故存在如下关系式： x ∝L 0  L t a ∝L 0  L  a x ∝L t  L  由上三式得： ，代入k  1L 0  L t 1x () 式得 k  taL t  L  ta a  x 重新排列得：Lt  1 L 0  L t L  kat 因此，以Lt ~ L 0  L t 作图为一直线即为二级反应，并从直线的斜率求出k。 t 3. 3.实验仪器与药品说明实验仪器与药品说明 DDS -11D 型电导仪（附 DJS-1C 铂黑电极） 停表1 台恒温水浴1 套 锥形瓶（100ml）2 只大试管1 支 移液管 （胖肚 25ml）4 支 0.0200mol/dm3的 NaOH 溶液 4. 4.实验步骤实验步骤 1.打开 SYP-III玻璃恒温水浴。按下“工作/ 置数”键，将恒温槽温度设置为25℃。按下工 作键开始加热。 2.烘干洁净的锥形瓶， 在第一个锥形瓶中加入用25ml移液管提取的25ml的0.0200mol/dm3 的乙酸乙酯溶液， 在第二个锥形瓶中加入25ml 的 0.0200mol/dm3的 NaOH 溶液， 将两个 锥形瓶放在恒温槽中恒温预热10min。 3.打开 DDS-11D 电导率仪，将量程旋转调节到“检查”档，观察此时的指针是否满偏。若 没有 满偏，调节面板上的校正档。 4.待 10min 后， 将两个锥形瓶从恒温槽中取出。 将 NaOH 倒入乙酸乙酯中混合， 启动秒表， 开始记录反应时间，自反应开始到第3 分钟记录第一个电导率数据，然后每隔3 分钟测 一次记 5 次，然后每隔 5 分钟测一次，记三次，然后每隔10 分钟测一次共 2 次。 5.在测量实验数据的同时， 用 25ml 的移液管取 25ml 的 NaOH。 同时取 25ml 的水混合在同 一个锥形瓶中，混合均匀后，将其放入恒温槽中恒温。 6.将 DDS-11D 电导率仪的量程，打到检查档，观察是否满偏，再调节到测量档将电导电极 3 置于 25℃的 NaOH 和蒸馏水溶液中，此时指针读书即为0.0100mol/dm 的 NaOH 溶液的电 导率 L0。 7.结束实验，关闭电源。取出电导电极，用蒸馏水洗净，放入盛有蒸馏水的锥形瓶中，洗 净玻璃仪器。 5. 5.实验数据记录与处理实验数据记录与处理 5.15.1 实验数据记录：实验数据记录： 本次实验使用的电导电极的电极常数为1.008 测量室温为 21℃，大气压为 100.70KPa 反应温度为 25℃。 33 实验室，0.0100mol/dm 的 NaOH 的电导率为 L0=1.99×10us/cm。 测量数据如下： t/min3.06.09.012.015.0 33333Lt(