基础化学实验—物理化学 电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数 西北大学国家级化学实验教学示范中心.

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1 基础化学实验—物理化学 电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数 西北大学国家级化学实验教学示范中心

2 知识点及实验技能训练要点 知识点： 反应级数、二级反应速率方程、反应速率常数、活化能 实验技能训练要点： 电导率仪的使用、恒温水浴的使用

3 一、实验目的 二、实验原理 三、实验步骤 四、注意事项 五、实验总结 六、实验延伸 七、思考题

4 一、实验目的 1、用电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数、反应级数 2、学会用图解法求二级反应的速率常数 3、学会使用电导率仪和恒温水浴

5 二、实验原理 乙酸乙酯皂化反应是典型的二级反应，其反应如下： CH3COOC2H5 + NaOH CH3COONa + C2H5OH
当 t = 0 时 c c t = t 时 c-x c-x x x t →∞时 →0　 → →c →c 该反应的动力学方程式为： 积分得：

6 k为反应速率常数。由实验测得不同时刻t的x值，则可求出不同时刻t的k值。若k值为常数，则可证明该反应为二级反应。
或 若以 (1/c-x)对t作图得一直线，也可证明是二级反应，并可从直线的斜率求出k值。 该实验是用电导率仪来间接测定x值的。

7 该反应体系中仅有NaOH和CH3COONa是电解质。Na+在反应前后浓度不变。而OH-的电导率比CH3COO－的电导率大得多，因此，随着反应的进行，OH-不断减少，CH3COO－不断增加，体系的电导率不断下降。所以： t=0时， G0=αc t=∞时， G∞＝βc t=t时， Gt =α(c-x) +βx 式中α、β是与温度、溶剂、电解质NaOH和CH3COONa性质有关的比例常数。G0、G∞分别为反应起始和终了的电导率，Gt为t时刻体系总的电导率。 ？ 联立求解得下式：

8 G0 、Gt 、G∞可由实验测得。以 对t作图，应得一直线，从直线的斜率可求得反应速率常数k值。

9 a.冬天温度设定为25±0.1℃；夏天温度设定为30±0.1℃.
三、实验步骤 1. 打开恒温水浴槽（下图）。 a.冬天温度设定为25±0.1℃；夏天温度设定为30±0.1℃. b. 循环速度，升温速度均使用慢档

10 2. NaOH溶液（I）的配制：配置浓度约为0.02 mol/L NaOH水溶液500 mL。
3. NaOH溶液（I）的标定：准确秤取 g的邻苯二甲酸氢钾（储存在保干器里）三份，并用蒸馏水将其溶解，对NaOH水溶液进行标定（以酚酞作为指示剂），并计算出精确浓度. 4. NaOH溶液（II）的配制：移取NaOH溶液（I）50.00 mL于100 mL容量瓶中（稀释一倍）。

11 5. G0的测定：打开电导率仪，调整至电导模式，并根据所用电导电极常数校正电导仪中电极常数值。将电导电极润洗三次后放入NaOH溶液（II），恒温水浴槽恒温5 min后，测量其电导率三次,记做G0。
注意：每半分钟读数一次，切勿长久放置后读数。 如长时间放置在空气中，对电导的测量会有何影响？

12 6. G∞的测定：同样方法测量NaAc溶液电导率（每半分钟读数一次）。
配制NaAc溶液浓度与NaOH溶液（II）相同 7. Gt的测定：分别移取NaOH溶液（I）于干燥的锥形瓶中放入擦干的电导电极，恒温后，加入恒温的乙酸乙酯溶液 mL迅速混合并开始计时。每隔2 min测定体系的电导率，得到Gt，测定15次后结束实验。 新鲜配制乙酸乙酯溶液1000 mL，浓度与NaOH溶液（I）相同

13 四、注意事项 1. 为了减少恒温水浴槽本身对温度的影响，水浴槽应将循环速度，升温速度均设定慢档，温度控制中示差选择 0.1。
1. 为了减少恒温水浴槽本身对温度的影响，水浴槽应将循环速度，升温速度均设定慢档，温度控制中示差选择 0.1。 2. 测定G0所用NaOH溶液为NaOH溶液（II），即稀释一倍后的NaOH溶液。 3. NaAc溶液的配置中，注意摩尔质量的计算，NaAc含有三个结晶水。 4. 在进行电导率G0，G∞的测定时，电导电极应充分润洗，而测定Gt时应将电导电极擦干后放入待测溶液中。

14 五、实验总结 1. 数据处理 根据实验数据，以 对t作图，得一直线，从直线的斜率计算反应速率常数k值，用微机处理。 2. 讨论
1. 数据处理 根据实验数据，以 对t作图，得一直线，从直线的斜率计算反应速率常数k值，用微机处理。 2. 讨论 该实验配制溶液所用的水均为电导水或重蒸馏水。若用一般的去离子水，应首先测其电导率。 在测定κ0、κ∞、κt时应于扣除水的电导率。

15 六、实验延伸 （一）电导测定的应用 有关溶液电导数据的应用很广，可以用来检验水的纯度，计算弱电解质的解离度和解离常数，测定难溶盐的溶解度，也可以测定水中含盐量，作为化学动力学指示，测定临界胶团浓度，进行电导滴定等实验。 （二）电导滴定 电导滴定法是根据滴定过程中溶液电导的变化来确定滴定终点。电导滴定法一般用于酸碱滴定和沉淀滴定，但不适用于氧化还原滴定和络合滴定，因为在氧化还原或络合滴定中，往往需要加入大量其它试剂以维持和控制酸度，所以在滴定过程中溶液电导的变化就不太显著，不易确定滴定终点．

16 七、思考题 若CH3COOC2H5与NaOH 溶液的浓度不相 等时，如何计算反应速率常数k值?