乙酸乙酯皂化反应动力学的测定

乙酸乙酯皂化反应动力学研究

PB10。。。。。。。。。。。 中国科学技术大学材料科学系

摘要

本实验通过测量电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数，

并通过该实验进一步理解化学动力学中对于化学反应速率的研究方法，以及反应级数的一些概念和研究方法。

关键词 乙酸乙酯皂化反应 电导率仪 速率常数 序言

一般来说，化学反应动力学研究有两个方面，化学反应速率以及化学反应机理的研究。而通常我们测量化学反应速率的方法是测量一条物质随时间的变化曲线或与物质浓度有明确关系的物理量随时间的变化曲线。

在本实验中，乙酸乙酯皂化反应是一个二级反应，由于反应是在较稀的水溶液中进行的，在一定范围内，可以认为体系的电导率的减少量和CH3COO－的浓度x增加量成正比，故而我们测量溶液电导率随时间变化曲线，由式子

L0?Ltt?akLt?akL?，得到速率常数

dlnkdTEaRT2K。反应积分得

的活化能可根据阿累尼乌斯公式求算：

?Ea?T?T21?? ln?k1R?T?T12?k2?，实验中我们测定两个不同温度下的K，在粗略地

计算乙酸乙酯皂化反应的活化能。

实验部分

项目十 二级反应—乙酸乙酯皂化反应动力学

一、实验目的

1、测定乙酸乙酯皂化反应过程中的电导率变化，计算其反应速率系数。 2、掌握电导率仪的使用方法。

二、实验原理

乙酸乙酯皂化反应的反应方程式为：

CH3COOC2H5+NaOH ? CH3COONa+C2H5OH

它的反应速率可用单位时间内CH3COONa浓度的变化来表示：

dx?k(a?x)(b?x) (1) dt式中a、b分别表示反应物酯和碱的初始浓度，x表示经过t时间后CH3COONa的浓度， k2即kCH3COONa，表示相应的反应速率系数。

若反应物初始浓度相同，均为c0即a=b= c0，则式（1）变为：

dx?k(c0?x)2 (2) dt将上式积分得到：

x?kt，起始浓度c0为已知，因此只要由实验测得不同时间

c0(c0?x)t时的x值，以x/(c0-x)对t作图，若所得为一直线，证明是二级反应，并可以从直线的斜率求出k值。

当t = 0时，x = 0；t=t时，x=x。积分上式得：

?x0tdx??kdt

(c0?x)01x (3) k??tc0(c0?x)式中c

乙酸乙酯皂化反应动力学研究

高士棋

中国科学技术大学材料科学与工程系

1摘要

利用电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数是物理化学的经典实验，只要测定了不同时刻的电导以及始末的电导，我们就可以得到它们反应的速率常数。实验通过测定不同温度下反应溶液（CH3COOC2H5和NaOH的混合溶液）的反应速率常数，进而由阿尔尼乌斯经验公式求得反应的活化能Ea，并了解具有简单级数的化学反应的动力学特征。

2关键词

乙酸乙酯，皂化反应，电导率，反应速率常数，活化能

3序言

乙酸乙酯皂化反应方程式为：

＋－－＋

 CH3COOC2H5＋Na＋OH══ CH3COO＋Na＋C2H5OH

＋

在反应过程中，各物质的浓度随时间而改变（注：Na离子在反应前后浓度不变）。若乙酸乙酯的初始浓度为a，氢氧化钠的初始浓度为b，当时间为t时，各生成物的浓度均为x，此时刻的反应速度为：

dx?k(a?x)(b?x) (10－1) dt式中，k为反应的速率常数，将上式积分可得：

kt?1b(a?x)ln (10－2) a?ba(b?x)dx?k(a?x)2，积分得： dt若初始浓度a=b，9－(1)式变为

乙酸乙酯皂化反应动力学研究

高士棋

中国科学技术大学材料科学与工程系

1摘要

利用电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数是物理化学的经典实验，只要测定了不同时刻的电导以及始末的电导，我们就可以得到它们反应的速率常数。实验通过测定不同温度下反应溶液（CH3COOC2H5和NaOH的混合溶液）的反应速率常数，进而由阿尔尼乌斯经验公式求得反应的活化能Ea，并了解具有简单级数的化学反应的动力学特征。

2关键词

乙酸乙酯，皂化反应，电导率，反应速率常数，活化能

3序言

乙酸乙酯皂化反应方程式为：

＋－－＋

 CH3COOC2H5＋Na＋OH══ CH3COO＋Na＋C2H5OH

＋

在反应过程中，各物质的浓度随时间而改变（注：Na离子在反应前后浓度不变）。若乙酸乙酯的初始浓度为a，氢氧化钠的初始浓度为b，当时间为t时，各生成物的浓度均为x，此时刻的反应速度为：

dx?k(a?x)(b?x) (10－1) dt式中，k为反应的速率常数，将上式积分可得：

kt?1b(a?x)ln (10－2) a?ba(b?x)dx?k(a?x)2，积分得： dt若初始浓度a=b，9－(1)式变为

实验九 乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定

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常数。 3. 熟悉电导率仪的使用方法。

二、重点与难点

1.溶液电导率与浓度间关系式的推导 2.作图法求解速率常数的原理 3.电导率仪的使用

三、实验原理

对于二级反应：

　 + ?B产物 A如果A、B两物质起始浓度相同，均为a，反应速率的表示式为：

dx?k(a?x)2 (7-1) dt式中，x为t时刻生成物的浓度，k为二级反应速率常数。将上式积分得：

k?1x? (7-2) ta(a?x)实验测得不同t时的x值，按式(9-2)计算相应的反应速率常数k。如果k值为常数，证明该反应为二级。通常，以

x～t作图，若所得为直线，证明为二a?x级反应，并可从直线的斜率求出k。k的单位是L?mol-1?min-1(SI单位是

?1?1m3?mol?s)。所以在反应进行过程中，只要能够测出反应物或生成物的浓度，

即可求得该反应的k。

温度对化学反应

实验二十一 乙酸乙酯皂化反应

【目的要求】

1. 用电导率仪测定乙酸乙酯皂化反应进程中的电导率。

2. 学会用图解法求二级反应的速率常数，并计算该反应的活化能。 3. 学会使用电导率仪和恒温水浴。 【实验原理】

乙酸乙酯皂化反应是个二级反应，其反应方程式为：

CH3COOC2H5＋ OH → CH3COO＋C2H5OH

－

－

当乙酸乙酯与氢氧化钠溶液的起始浓度相同时，如均为a，则反应速率表示为

(1)

式中，x为时间t时反应物消耗掉的浓度，k为反应速率常数。将上式积分得

(2)

起始浓度a为已知，因此只要由实验测得不同时间t时的x值，以x/(a－x)对t作图，若所得为一直线，证明是二级反应，并可以从直线的斜率求出k值。

乙酸乙酯皂化反应中，参加导电的离子有OH、Na+和CH3COO。由于反应体系是很稀的水溶液，可认为CH3COONa是全部电离的。因此，反应前后Na+的浓度不变。随着反应的进行，仅仅是导电能力很强的OH-离子逐渐被导电能力弱的CH3COO-离子所取代，致使溶液的电导逐渐减小。因此，可用电导率仪测

实验二十一 乙酸乙酯皂化反应

【目的要求】

1. 用电导率仪测定乙酸乙酯皂化反应进程中的电导率。

2. 学会用图解法求二级反应的速率常数，并计算该反应的活化能。 3. 学会使用电导率仪和恒温水浴。 【实验原理】

乙酸乙酯皂化反应是个二级反应，其反应方程式为：

CH3COOC2H5＋ OH → CH3COO＋C2H5OH

－

－

当乙酸乙酯与氢氧化钠溶液的起始浓度相同时，如均为a，则反应速率表示为

(1)

式中，x为时间t时反应物消耗掉的浓度，k为反应速率常数。将上式积分得

(2)

起始浓度a为已知，因此只要由实验测得不同时间t时的x值，以x/(a－x)对t作图，若所得为一直线，证明是二级反应，并可以从直线的斜率求出k值。

乙酸乙酯皂化反应中，参加导电的离子有OH、Na+和CH3COO。由于反应体系是很稀的水溶液，可认为CH3COONa是全部电离的。因此，反应前后Na+的浓度不变。随着反应的进行，仅仅是导电能力很强的OH-离子逐渐被导电能力弱的CH3COO-离子所取代，致使溶液的电导逐渐减小。因此，可用电导率仪测

实验十一 乙酸乙酯皂化反应

第一题、填空题

1. 乙酸乙酯溶液应在使用前现配，目的是____________________________。

2. 乙酸乙酯皂化反应中，我们将酯加入到NaOH溶液中，而不是反过来操作，目的是__________________________________________。

3. 二级反应的速度常数有K=1／t(a-b)lnb(a-x)／a(b-x)和K=X／a(a-x)·1/t二种形式，条

件分别为__________________________和______________________________。 4.乙酸乙酯皂化反应,K(G0--Gt )可表示________________________________。

5.乙酸乙酯皂化反应中，给出了________________________，测定_________________，用

_________________与______________________作图处理，求得反应速度常数。 6. 测定

实验十 二级反应乙酸乙酯皂化反应

一、实验目的

1.了解二级反应的特点。

2.掌握电导率法测定反应速率常数和活化能。

二、实验原理

乙酸乙酯与碱的反应称为皂化反应，它是一个典型的二级反应。其反应式为：

325325CH COOC H NaOH CH COONa C H OH +→+

当两种反应物初始浓度相同时

0t =， 0C 0C 0 0

t t =， 0C x - 0C x - x x

t =∞， 0 0 0C 0C

设：两种反应物的起始浓度均为C 0，在时间t 时生成物的浓度为x ，则反应速率方程为：

20()dx k C x dt

=- (1) 式中：k 为速率常数；t 为时间。

将(1)式积分得：

00()

x k tC C x =- (2) 若以00()

x C C x -对t 作图，可得一直线，由直线的斜率可求速率常数k 。但由于难以测定t 时刻的x 值，故本

实验十一 乙酸乙酯皂化反应

第一题、填空题

1. 乙酸乙酯溶液应在使用前现配，目的是____________________________。

2. 乙酸乙酯皂化反应中，我们将酯加入到NaOH溶液中，而不是反过来操作，目的是__________________________________________。

3. 二级反应的速度常数有K=1／t(a-b)lnb(a-x)／a(b-x)和K=X／a(a-x)·1/t二种形式，条

件分别为__________________________和______________________________。 4.乙酸乙酯皂化反应,K(G0--Gt )可表示________________________________。

5.乙酸乙酯皂化反应中，给出了________________________，测定_________________，用

_________________与______________________作图处理，求得反应速度常数。 6. 测定