- 1 - 实验9 乙酸乙酯皂化反应速率系数测定 丛 乐 2005011007 生51 实验日期:2007 年12 月8 日星期六 提交报告日期:2007 年12 月22 日星期六 助教老师:曾光洪 1 引言 1 .1 实验目的 1. 学习测定化学反应动力学参数的一种物理化学分析方法——电导法。 2. 了解二级反应的特点,学习反应动力学参数的求解方法,加深理解反应动力学特征。 3. 进一步认识电导测定的应用,熟练掌握电导率仪的使用方法。 1 .2 实验原理 反应速率与反应物浓度的二次方成正比的反应为二级反应,其速率方程式可以表示为 22dc-=k cdt (1) 将(1)积分可得动力学方程: 0ct22c0dc-=k dtc (2) 2011-=k tc c (3) 式中:0c 为反应物的初始浓度;c 为 t 时刻反应物的浓度;2k 为二级反应的反应速率常数。将 1/c 对 t 作图应得到一条直线,直线的斜率即为2k 。 对于大多数反应,反应速率与温度的关系可以用阿累尼乌斯经验方程式来表示: aEln k=lnA- RT (4) 式中:aE 为阿累尼乌斯活化能或反应活化能;A 为指前因子;k 为速率常数。 实验中若测得两个不同温度下的速率常数,就很容易得到 21Ta21T12kET -Tln=kRTT (5) 由(5)就可以求出活化能aE 。 乙酸乙酯皂化反应是一个典型的二级反应, 325325CH COOC H +NaOHCH COONa+C H OH t=0 时, 0c 0c 0 0 t=t 时, 0c -x 0c - x x x t=∞时, 0 0 0xc 0xc - 2 - 设在时间t 内生成物的浓度为x,则反应的动力学方程为 220dx =k (c -x)dt (6) 2001xk = t c (c -x) (7) 本实验使用电导法测量皂化反应进程中电导率随时间的变化。设0 、t 和 分别代表时间为0、t 和∞(反应完毕)时溶液的电导率,则在稀溶液中有: 010=A c 20=A c t102=A (c -x)+A x 式中A1 和 A2 是与温度、溶剂和电解质的性质有关的比例常数,由上面的三式可得 0t00-x=-c- (8) 将(8)式代入(7)式得: 0t20t-1k = t c- (9) 整理上式得到 t20t0=-k c (-)t+ (10) 以t 对t(-)t 作图可得一直线,直线的斜率为20-k c ,由此可以得到反应速率系数2k 。 溶液中的电导(对应于某一电导池)与电导率成正比,因此以电导代替电导率,(10)式也成立。本实验既可采用电导率仪,也可采用电导仪。 2 实...