皂化反应速率常数的测定实验数据处理
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乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定实验报告乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定实验报告引言:皂化反应是化学中一种常见的酯水解反应,通过酸催化下的水解反应,可以将酯转化为相应的醇和酸。
本实验旨在通过测定乙酸乙酯的皂化反应速率常数,探究反应速率与反应物浓度的关系,以及酸催化对反应速率的影响。
实验方法:1. 实验装置:实验室常规玻璃仪器设备,包括反应瓶、温度计、搅拌器等。
2. 实验药品:乙酸乙酯、氢氧化钠溶液、稀硫酸溶液。
3. 实验步骤:1)将100 mL 反应瓶洗净并干燥。
2)称取适量乙酸乙酯(约10 mL)加入反应瓶中。
3)加入适量氢氧化钠溶液,并用温度计测量反应混合物的初始温度。
4)快速搅拌反应混合物,并记录反应开始的时间。
5)在一定时间间隔内,取出反应混合物的一小部分,加入稀硫酸溶液中,使反应停止。
6)用酸碱指示剂检测溶液的酸碱性,当溶液呈酸性时,停止取样。
7)重复以上步骤,记录不同时间点的反应混合物的酸碱性。
实验结果:根据实验数据,我们可以得到反应混合物的酸碱性随时间的变化曲线。
通过测量不同时间点的酸碱性,我们可以计算出反应速率常数。
实验讨论:1. 反应速率与反应物浓度的关系:通过实验数据的分析,我们可以得到反应速率与反应物浓度之间的关系。
根据反应速率方程,反应速率与反应物浓度的关系可以表示为一个指数函数。
在本实验中,我们可以通过改变乙酸乙酯的初始浓度,来观察反应速率的变化。
实验结果表明,反应速率与乙酸乙酯浓度呈正相关关系,即乙酸乙酯浓度越高,反应速率越快。
2. 酸催化对反应速率的影响:在皂化反应中,酸催化可以显著加快反应速率。
通过实验数据的对比分析,我们可以得出酸催化对反应速率的显著影响。
在实验中,我们可以通过添加不同浓度的酸催化剂,比如稀硫酸溶液,来观察反应速率的变化。
实验结果表明,酸催化剂的浓度越高,反应速率越快。
结论:通过本实验,我们成功测定了乙酸乙酯皂化反应速率常数,并探究了反应速率与反应物浓度以及酸催化对反应速率的影响。
0.2mL,加水至刻度、设定”按钮按至“设定”位置,观察设定温度℃,调节“温度设置”旋钮,调节温度为30.00℃),用移液管量取NaOH和蒸馏水各25mL加入100mL锥形瓶中,混合均匀后置于恒温槽中。
恒温10min后测电导率G0。
测定方法:打开数显电导率仪,将电极插入电导池中进行测量即可。
此时电导率仪显示数字就是G0的值。
注意事项:电导率仪的电极须用蒸馏水冲洗擦干后方可使用;不可用力擦拭,防止电极上的铂黑脱落。
4、G t的测定将25mLNaOH和25mL乙酸乙酯分别加入电导池中(两种溶液不可混合)。
恒温10min后将两种溶液混合,同时用秒表记录反应时间。
并在两管中混合3~5次。
把电极插入立管中,并在5、10、15、20、25、30min分别读取电导率G t。
5、调节恒温水浴温度为40℃,按照步骤4的操作测定G0、G t。
6、实验结束后,关闭恒温水浴与电导率仪的电源;洗净电导池;用蒸馏水淋洗电导电极,并用蒸馏水浸泡好。
五、数据处理1、将t、G t、G0-G t及(G0-G t)/t等数据列于下表:实验温度:气压:G0:t/m in Gt/(ms∙cm-1)(G-Gt)/(ms∙cm-1)[G-Gt/t]/(ms∙cm-1∙min-1)5 1.793 0.141 0.070510 1.700 0.234 0.058515 1.612 0.322 0.053720 1.506 0.428 0.047625 1.425 0.509 0.042430 1.361 0.573 0.03822、以G t对(G0-G t)/t作图,由所得直线斜率,求出反应速率常数k。
3、求出反应的活化能。
乙酸乙酯皂化反应速率系数测定数据处理方法乙酸乙酯是一种常用的有机溶剂,在化工、制药、涂料等行业中广泛应用。
乙酸乙酯皂化反应是乙酸乙酯与钠氢氧化物发生的一种化学反应,反应产物为乙酸钠和乙醇。
皂化反应速率系数是研究该反应的关键参数之一,它反映的是化学反应在单位时间内变化的速度。
本文将介绍乙酸乙酯皂化反应速率系数的测定和数据处理方法。
一、实验装置和操作流程实验装置:皂化反应器、加热板、恒温水浴、电子天平、温度计等。
操作流程:1.量取一定质量的乙酸乙酯和钠氢氧化物,分别置于皂化反应器中。
2.将皂化反应器放置于恒温水浴中,预热至一定温度。
3.开始记录皂化反应器温度,反应时间等参数数据。
4.当观察到反应产物时,停止反应。
5.取出反应产物,用去离子水洗净,过滤去残留物。
6.将过滤液滴加入酸性酚酞指示剂中,直至颜色变为深红色。
7.加入盐酸溶液,使酚酞指示剂变为黄色。
8.用标准氢氧化钠溶液滴定。
二、数据处理方法1.数据清洗在测量皂化反应速率系数时,实验中得到的数据伴随着一些误差,需进行数据清洗。
数据清洗的流程包括数据检查、异常值排除、缺失值处理、数据完整性检测等。
只保留有效的数据,排除不必要的数据。
2.数据预处理数据预处理的主要任务是对原始数据进行处理,使其更加符合皂化反应速率系数的规律性。
通常的技巧包括数据平滑、插值等方法。
数据预处理是数据分析的重要步骤,在数据预处理之后,可以进行更深入、更有意义的数据分析。
3.数据分析数据分析是为了对皂化反应速率系数数据进行统计和建模。
数据分析的过程中,常常需要进行可视化展示,并进行数据分布情况分析、相关性分析、聚类分析、回归分析等。
数据处理的关键在于精确、规范、完备的数据操作及分析过程。
对于测定乙酸乙酯皂化反应速率系数的数据,上述的方法是其中的重要步骤,只有在数据处理清洗完美的情况下才能得出真正可信的结果。
电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数数据处理引言:乙酸乙酯的皂化反应是化学工程和化学动力学中的一个重要实验。
通过测定反应体系中电导率的变化,可以确定反应的速率常数。
本文将详细介绍电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数的数据处理方法。
一、实验原理:乙酸乙酯的皂化反应可以表示为以下化学方程式:乙酸乙酯+ NaOH → 乙酸钠 + 乙醇在反应过程中,乙酸乙酯和NaOH溶液会发生离子交换,导致反应体系的电导率发生变化。
通过测定反应体系的电导率随时间的变化,可以确定反应速率常数。
二、实验步骤:1. 准备工作:a. 准备乙酸乙酯和NaOH溶液,并分别测定其浓度。
b. 使用电导率计准备好的乙酸乙酯和NaOH溶液的初始电导率。
2. 实验操作:a. 将乙酸乙酯和NaOH溶液按照一定的摩尔比例混合。
b. 将混合溶液倒入电导率计测量室,并记录初始电导率。
c. 开始计时,同时记录电导率随时间的变化。
d. 当电导率变化趋于稳定时,住手记录。
三、数据处理方法:1. 绘制电导率随时间的曲线图:将实验记录的电导率随时间的变化数据绘制成曲线图。
横轴表示时间,纵轴表示电导率。
根据实验结果,选择合适的曲线拟合方法,如线性、指数、对数等,拟合出最佳曲线。
2. 确定反应速率常数:a. 根据拟合曲线的斜率,计算出反应速率常数k。
斜率越大,反应速率越快。
b. 反应速率常数k的单位通常为mol/(L·s)。
3. 数据分析:a. 根据实验中使用的乙酸乙酯和NaOH溶液的浓度,可以计算出反应物的摩尔浓度。
b. 利用反应速率常数k和反应物的摩尔浓度,可以进一步计算出反应速率。
四、实验注意事项:1. 实验室操作要规范,注意安全。
2. 保持实验环境的恒温,温度对反应速率的影响较大。
3. 确保测量电导率的仪器准确可靠。
4. 实验中要注意反应物的摩尔比例,以保证反应的彻底进行。
结论:本文详细介绍了电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数的实验步骤和数据处理方法。
乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定一、实验目的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。
二、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+Na++OH-→CH3COO-+Na++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,以对t作图,应得一直线,从直线的斜率m(=ak)便可求出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量皂化反应进程中电导率随时间的变化,从而达到跟踪反应物浓度随时间变化的目的。
令G0为t=0时溶液的电导,Gt为时间t时混合溶液的电导,G∞为t=∞(反应完毕)时溶液的电导。
则稀溶液中,电导值的减少量与CH3COO-浓度成正比,设K 为比例常数,则由此可得所以(2)式中的a-x和x可以用溶液相应的电导表示,将其代入(2)式得: 重新排列得:(3)因此,只要测不同时间溶液的电导值Gt和起始溶液的电导值G0,然后以Gt 对作图应得一直线,直线的斜率为,由此便求出某温度下的反应速率常数k值。
由电导与电导率κ的关系式:G=κ 代入(3)式得:(4)通过实验测定不同时间溶液的电导率κt和起始溶液的电导率κ0,以κt对作图,也得一直线,从直线的斜率也可求出反应速率数k值。
如果知道不同温度下的反应速率常数k(T2)和k(T1),根据Arrhenius公式,可计算出该反应的活化能E和反应半衰期。
乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定实验报告乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定实验报告引言:皂化反应是一种重要的有机化学反应,通过碱与酯的反应,生成相应的醇和盐。
乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定是研究皂化反应动力学的关键实验之一。
本实验旨在通过测定乙酸乙酯与氢氧化钠溶液反应的速率常数,探究该反应的动力学特性。
实验方法:1. 实验器材准备:取得所需的实验器材,包括烧杯、移液管、试管、滴管等。
2. 实验液体制备:准备一定浓度的氢氧化钠溶液,并称取适量的乙酸乙酯。
3. 实验操作:将一定量的氢氧化钠溶液倒入烧杯中,加热至适宜的温度。
然后,将乙酸乙酯滴入溶液中,同时记录下滴加的时间。
在滴加过程中,用试管定期取出少量反应液,加入酚酞指示剂,观察颜色变化。
4. 数据记录:根据实验操作过程中的数据记录,计算出不同时间点下的反应物浓度。
实验结果:根据实验数据,我们得到了乙酸乙酯与氢氧化钠溶液反应的速率常数。
通过绘制反应物浓度与时间的关系曲线,我们可以观察到反应速率的变化趋势。
在实验过程中,我们还注意到了反应温度对反应速率的影响,并进行了相应的分析。
讨论与分析:根据实验结果,我们可以得出以下结论:1. 反应速率随时间的增加而逐渐减小,呈现出指数衰减的趋势。
这符合化学反应动力学中的经典理论,即反应速率与反应物浓度的指数关系。
2. 反应温度对反应速率有显著影响。
在实验过程中,我们可以观察到在较高温度下,反应速率更快,反应物浓度下降更迅速。
这是因为高温加快了反应物分子的碰撞频率和能量,从而促进了反应的进行。
3. 乙酸乙酯皂化反应的速率常数可以通过实验数据计算得出,并且可以用于描述该反应的动力学特性。
通过测定不同条件下的速率常数,我们可以进一步研究该反应的影响因素。
结论:通过本实验,我们成功测定了乙酸乙酯皂化反应的速率常数,并观察到了反应速率与时间、温度的关系。
这一实验为进一步研究皂化反应的动力学特性提供了基础数据。
同时,我们也意识到实验中可能存在的误差和改进的空间,例如实验条件的控制和数据处理的精确性等。
【数据处理】① 25℃的反应速率常数k T 1,将实验数据及计算结果填入下表:恒温温度=24.9℃ 0κ=1.994m s ·cm-1V 乙酸乙酯=10.00mL [乙酸乙酯]=0.0200mol/LVNaOH=10.00mL [NaOH]=0.0200mol/L c 0=0.5×0.0200=0.01mol/L图1:25℃t κ-tt0κκ-由于第一个数据偏离其它数据太多,有明显的误差,所以舍去。
数据处理:t κ对tt0κκ-作图,求出斜率m ,并由0kc 1m =求出速率常数.直线公式:y=16.616x + 0.7888 R 2=0.9998m=16.616,k T 1=1/(mc 0)=1/(16.616*0.01)mol ·L -1·min= 6.02L/(mol ·min) 文献参考值:k (298.2K )=(6±1)L/(mol ·min)② 用同样的方法求37℃的反应速率常数k T 2,计算反应的表观活化能Ea : 恒温温度=35.0℃0κ=2.27ms ·cm -1V 乙酸乙酯=10.00mL [乙酸乙酯]=0.0200mol/L V NaOH =10.00mL [NaOH]=0.0200mol/L c 0=0.5×0.0200=0.0100mol/L图1:25℃t κ-tt0κκ-直线公式:y=13.369x + 0.8954 R 2=0.969m=13.369,k T 2=1/(mc 0)=1/(13.369*0.01)mol ·L -1·min= 7.48L/(mol ·min) 文献参考值:k (308.2K )=(10±2)L/(mol ·min) b .计算反应的表观活化能:文献值:Ea=46.1kJ/mol ln(k T 2/k T 1)=Ea/R ·(1/T 1-1/T 2) ∴Ea=Rln(k T 2/k T 1)/[T 1T 2/(T 2-T 1)]=8.314×ln (7.84/6.02)/[298×308÷(308-298)]J/mol =20.16kJ/mol分析:31.4℃时速率常数符合文献参考值,说明乙酸乙酯混合比较充分,电导率能较好地反应其反应速率,37.4℃时,实验过程中加入乙酸乙酯后混合得并不充分就开始测定,且有部分溶液露在恒温水面之上,温度并没有37.4℃。
乙酸乙酯皂化反应速率常数实验报告实验目的:本实验旨在通过测定乙酸乙酯的皂化反应速率常数,了解乙酸乙酯与水的反应速率,探究因素对反应速率的影响。
实验原理:乙酸乙酯与水的皂化反应是一种酯水解反应,反应式为酯+水→醇+酸。
本实验中,乙酸乙酯和水在碱催化下进行反应,生成乙醇和乙酸。
皂化反应是一个准一级反应,可以通过以下的速率方程进行表达:v=k[C]。
实验步骤:1.准备工作:清洗实验仪器、称取所需乙酸乙酯和水的质量。
2.在反应容器中加入一定量的碱溶液,使之充分溶解。
3.称取所需质量的乙酸乙酯,加入到反应容器中,并立即加热,以促进反应速率。
4.记录所需时间内反应液的体积变化。
5.根据所得实验数据,计算反应速率常数。
实验结果与分析:根据实际实验数据计算可得反应速率常数,通过对反应物质量、温度、催化剂浓度等因素进行改变,可以得到不同的速率常数。
在本实验中条件不变的情况下,反应物质量的变化会直接影响反应速率常数的大小。
实验结论:通过本实验可以得出乙酸乙酯皂化反应速率常数的实验结果,并且通过分析实验数据可以了解到反应物质量对于反应速率常数的影响。
这对于理解反应速率的调控以及研究相关反应机理具有重要意义。
实验中可能存在的误差及改进措施:1.实验中,加热乙酸乙酯和水的过程中可能有一部分乙酸乙酯挥发掉,造成实验结果的不准确。
应该采取遮盖或者使用密闭容器的方式,防止挥发现象的发生。
2.实验中,应该确保所用的碱溶液浓度稳定,以免对实验结果造成干扰。
可以使用多次实验并取平均值的方式,降低误差的影响。
3.实验中,应该注意反应温度的控制,避免过高或过低的温度对实验结果的干扰。
可以使用水浴或恒温培养箱等设备来保持稳定的实验温度。
总结:本实验通过测定乙酸乙酯皂化反应速率常数,对于了解反应速率、反应条件对反应速率的影响具有重要意义。
通过实验数据的分析,可以得到乙酸乙酯与水反应速率常数的实验结果,并且在实验中的改进措施可以提高实验的准确性和可靠性。
乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定数据处理乙酸乙酯是一种广泛应用于化学工业中的有机化合物,其皂化反应速率常数的测定是一项重要的实验。
本文将介绍乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定方法以及数据处理过程。
我们需要了解皂化反应的概念。
皂化反应是指碱与酯反应生成相应的盐和醇,其中碱起催化作用。
在本实验中,我们使用氢氧化钠作为碱催化剂,乙酸乙酯则为酯。
测定乙酸乙酯皂化反应速率常数的方法是,将一定量的氢氧化钠溶液和乙酸乙酯混合,然后在一定时间内测定生成的乙醇的量。
根据反应物的化学计量关系,可以计算出反应物的物质摩尔比例,从而得到反应速率常数。
在实验中,我们需要使用一些实验室常用的实验仪器,如天平、移液管、比色皿等。
同时,需要准备好一定浓度的氢氧化钠溶液、乙酸乙酯等实验试剂。
实验步骤如下:1. 将一定量的氢氧化钠溶液和乙酸乙酯混合,加入比色皿中。
2. 在一定时间内测定生成的乙醇的量,可以通过比色法、滴定法等方法进行测定。
3. 根据反应物的化学计量关系,计算出反应物的物质摩尔比例,从而得到反应速率常数。
数据处理过程如下:1. 计算出反应物的物质摩尔比例。
2. 根据反应速率常数的定义,计算出反应速率常数。
3. 统计测定结果并求出平均值,计算出标准偏差和相对误差。
4. 利用统计学原理,计算出反应速率常数的置信区间和置信度。
在数据处理过程中,需要注意一些细节问题。
例如,要确保实验中使用的试剂纯度高,实验操作要精确、规范,数据处理要仔细、准确。
总的来说,测定乙酸乙酯皂化反应速率常数是一项重要的实验,可以帮助我们更好地理解化学反应的机理和规律。
通过实验和数据处理,我们可以得到准确可靠的结果,为化学工业的应用提供了理论基础和技术支持。
实验四电导法乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定1.实验目的1)了解测定化学反应速率常数的一种物理方法——电导法。
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)掌握DDS-11AT型数字电导率仪和控温仪使用方法。
2.实验注意事项1)本实验所用的蒸馏水需事先煮沸,待冷却后使用,以免溶有的C02致使NaOH溶液浓度发生变化。
2)配好的NaOH溶液需装配碱石灰吸收管,以防空气中的C02进入瓶中改变溶液浓度。
3)测定298.2K、308.2K的κ0时,溶液均需临时配制。
4)所用NaOH溶液和CH3COOC2H5溶液浓度必须相等。
5)CH3COOC2H5溶液须使用时临时配制,因该稀溶液会缓慢水解影响CH3COOC2H5的浓度,且水解产物(CH3COOH)又会部分消耗NaOH。
在配制溶液时,因CH3COOC2H5易挥发,称量时可预先在称量瓶中放入少量已煮沸过的蒸馏水,且动作要迅速。
6)为使NaOH溶液与CH3COOC2H5溶液确保混合均匀,需使该两溶液在叉形管中多次来回往复。
7)不可用纸拭擦电导电极上的铂黑。
3.数据处理1)将列表。
表一,293.2K时的实验数据时间t/min kt k0-kt (k0-kt)/t2 1866 434 217.004 1725 575 143.756 1616 684 114.008 1529 771 96.3810 1458 842 84.2012 1397 903 75.2514 1346 954 68.1416 1301 999 62.4418 1263 1037 57.6120 1229 1071 53.5522 1199 1101 50.0524 1172 1128 47.0026 1149 1151 44.2728 1126 1174 41.9330 1106 1194 39.8032 1088 1212 37.88表一,298.2K时的实验数据时间t/min kt k0-kt (k0-kt)/t2 2170 260 130.004 1961 469 117.256 1833 597 99.508 1728 702 87.7510 1645 785 78.5012 1577 853 71.0814 1523 907 64.7916 1477 953 59.5618 1438 992 55.1120 1406 1024 51.2022 1376 1054 47.9124 1349 1081 45.0426 1328 1102 42.3828 1306 1124 40.1430 1287 1143 38.1032 1272 1158 36.192)用图解法绘制 图。
乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定实验报告一、实验目的1、了解用电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数的原理和方法。
2、学习使用电导率仪并掌握其操作技术。
3、加深对化学反应动力学的理解,掌握数据处理和分析的方法。
二、实验原理乙酸乙酯皂化反应是一个典型的二级反应:CH₃COOC₂H₅+NaOH → CH₃COONa + C₂H₅OH在反应过程中,OH⁻离子被消耗,而CH₃COO⁻离子的浓度逐渐增加。
由于OH⁻和CH₃COO⁻的离子电导不同,因此可以通过测量溶液电导率的变化来跟踪反应进程。
在稀溶液中,电导率与离子浓度成正比。
设反应物初始浓度均为a,经过时间 t 后,反应物浓度分别为 x,则产物浓度为(a x)。
根据二级反应的速率方程:1/(a x) 1/a = kt又因为电导率与浓度成正比,设反应开始时溶液的电导率为κ₀,反应完全结束时溶液的电导率为κ∞,在时间 t 时溶液的电导率为κt,则:κt =κ₀(κ₀κ∞)x/a将上式变形可得:(κ₀ κt)/(κt κ∞)=(a x)/x = akt通过测定不同时间 t 时的κt,以(κ₀ κt)/(κt κ∞)对 t 作图,可得一直线,其斜率即为反应速率常数 k。
三、实验仪器与试剂1、仪器电导率仪恒温水浴槽秒表移液管(10mL、25mL)容量瓶(100mL)烧杯(100mL、250mL)2、试剂00200mol/L 氢氧化钠标准溶液00200mol/L 乙酸乙酯溶液(新鲜配制)四、实验步骤1、调节恒温水浴槽温度至 250 ± 01℃。
2、配制溶液用移液管准确移取 2500mL 00200mol/L 氢氧化钠标准溶液于100mL 容量瓶中,用去离子水稀释至刻度,摇匀,备用。
用移液管准确移取 2500mL 00200mol/L 乙酸乙酯溶液于 100mL 容量瓶中,用去离子水稀释至刻度,摇匀,备用。
3、测定κ₀将上述配制好的氢氧化钠溶液倒入干净的干燥的烧杯中,放入恒温水浴槽中恒温 10 分钟。
物理化学实验报告实验名称乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定一.实验目的及要求1.了解测定化学反应速率常数的一种物理方法----电导法。
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.掌握DDS-307型数字电导率仪和控温仪使用方法。
二.实验原理乙酸乙酯皂化反应是典型的二级反应。
设初始反应物浓度皆为Co,经过t时间后消耗的反应物浓度为x,其反应式为CHaCOOCH5 + NaOH === CH,COONa +CH5OHt=0 Co Co 0 0t=t Co-x Co-x x xt=oo 0 0 Co Co其速率方程可表示为dx/dt=k(Co-x)^2,积分得kt=x/Co(Co-x)乙酸乙酯皂化反应的全部过程是在稀溶液中进行的,可以认为生成的CH3COONa是完全电离的,因此,对体系电导值有影响的有Na+、CH3CO0—和OH-。
Na*在反应的过程中浓度保持不变,反应前后其产生的电导值不发生改变,可以不考虑;而OH-的减少量和CH3COO-的增加量恰好相等,但OH-的导电能力大于CH3COO-的导电能力,在反应进行的过程中,电导率大的OH-逐渐被电导率小的CH3COO-所取代,因此,溶液电导率会随着反应进行而显著降低。
对于稀溶液而言,强电解质的电导率:与其浓度成正比,溶液的总电导率就等于组成该溶液的电解质电导率之和。
本实验采用电导法测量乙酸乙酯在皂化反应中电导率κ随时间t的发化。
攻κo、κt 、κ∞分别代表时间为0、t、co(反应完毕)时溶液的电导率,因此在稀溶液中有:κo=A1Coκ∞=A2Coκt=A1(c0—x) +A2 x式中的A1和A2是与温度、溶剂、电解质的性质有关的比例常数。
由以上三式可以推出:因此,对于二级反应,以κt对κo/t-κt/t 作图得到一条直线,直线的斜率为1/c o k,由此可以求出反应常数k。
由两个不同温度下的反应速率常数k(T1)和k(T2),根据阿伦尼乌斯公式可求出该反应的的活化能。
一 实验目的及要求1 了解测定化学反应速率的一种物理方法-电导法。
2 了解二级反应的特点,学会用图解法求解二级反应的速率常数。
3 掌握11D D S A T -型数字电导率仪和控温仪使用方法。
二 实验原理乙酸乙酯皂化反应是二级反应,其反应式: CH 3COOC 2H 5+Na ++OH -→CH 3COO -+Na ++C 2H 5OH乙酸乙酯在稀溶液下反应就存在如下关系:K 0=A 1a K ∞=A 2a Kt=A 1(a-x)+A 2xA 1,A 2是与温度,电解质性质,溶剂等因素有关的比例常数K 0,K ∞分别为反应开始和终了时溶液的总电导率。
Kt 为时间t 时溶液总导电率()tk kx a k k∞-=- ⇒01()*ttk kk t a k k -=-重新排列既得 01*tk kk k k a t ∞-=+因此,以tk 对0tk kt-作图。
如果为一条直线即为二级反应,有直线斜率即可求出k有两个不同温度下测定常数12(),()k T k T 可求出该反应的活化能。
三 实验仪器11D D S A T -性电导率仪1台;停表1只;恒温水槽1套;叉形电导池2只;移液管1只;烧杯1只;容量瓶1个;称量瓶1个 四 实验步骤1 恒温槽调节剂溶液的配制 调节恒温槽温度为308.15K配制0.1mol/L 的CH 3COOC 2H 5溶液100ml 。
分别取10ml 蒸馏水和10ml0.1mol/LNaOH 溶液,加到洁净,干燥的叉形管电导池中充分混合均匀,至于恒温槽中恒温5min 。
2 0k 的测定用11D D S A T -性电导率仪测定上述已恒温的NaOH 溶液的电导率。
3 t k 的测定在另一支叉形电导直至管中加10ml0.1mol/L CH 3COOC 2H 5,侧支管中加入10ml0.1mol/LNaOH 溶液,并把洗净擦干的电导计插入直支管中。
在恒温情况下,混合量溶液,同时开始停表,记录反应时间,并在恒温槽中将叉形电导池中混合均匀。
电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数数据处理一、引言乙酸乙酯是一种常见的酯类化合物,其在皂化反应中的速率常数对于了解该反应的动力学过程具有重要意义。
电导法是一种常用的测定反应速率的方法,通过测量反应体系的电导率变化来间接推断反应速率常数。
本文旨在通过电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数,并对数据进行处理和分析。
二、实验方法1. 实验仪器和试剂实验仪器:电导仪、恒温槽、电导池试剂:乙酸乙酯、氢氧化钠溶液、去离子水2. 实验步骤1) 准备乙酸乙酯和氢氧化钠溶液。
2) 在恒温槽中调节温度至所需温度。
3) 将电导池浸入恒温槽中,并连接到电导仪上。
4) 将一定体积的氢氧化钠溶液加入电导池中,记录电导率基准值。
5) 加入一定体积的乙酸乙酯溶液,记录电导率随时间的变化。
6) 根据电导率随时间的变化曲线,计算乙酸乙酯皂化反应的速率常数。
三、数据处理1. 数据记录在实验过程中,我们记录了乙酸乙酯皂化反应的电导率随时间的变化数据,如下表所示:| 时间 (s) | 电导率 (S/cm) ||---------|--------------|| 0 | 0.050 || 10 | 0.042 || 20 | 0.035 || 30 | 0.030 || 40 | 0.026 || 50 | 0.022 || 60 | 0.019 || 70 | 0.016 || 80 | 0.014 || 90 | 0.012 || 100 | 0.010 |2. 数据处理1) 计算反应速率根据电导率随时间的变化,我们可以计算乙酸乙酯皂化反应的速率。
首先,我们计算反应物浓度的变化量。
由于乙酸乙酯和氢氧化钠的摩尔比为1:1,因此反应物浓度的变化量可以用电导率的变化量来表示。
根据电导率的定义:电导率 = 1/电阻率,我们可以得到电导率的变化量ΔG。
根据电导率和浓度的关系:G = κ * C,其中G为电导率,κ为比例常数,C为浓度,我们可以得到浓度的变化量ΔC。
乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定——酸碱滴定法一、实验目的:1、掌握酸碱滴定的一般方法;2、了解二级反应的特点;3、学会用图解法求二级反应的反应速率常数以及活化能的求算。
二、实验原理:1、对于二级反应:A+B P →,如果A 与B 的起始浓度相等,记为0c ,通过积分可以得到二级反应的反应速率常数001a ac c k tc c -=,其中a c 是A 的当前浓度(即[A])。
若0a ac c c -~t 作图为直线,即可说明反应为二级反应,速率常数0/k c =斜率。
如果测得两个不同温度下的速率常数k,在温度范围不大的情况下可以用阿伦尼乌斯公式计算反应的活化能:121212ln ()T a T k T T E R k T T ⋅=⨯-。
2、乙酸乙酯皂化反应是二级反应:325325CH COOC H OH CH COO C H OH --+→+反应过程中,氢氧根离子的浓度逐渐减低,如前所述,只要测得氢氧根离子的浓度与时间的关系,即可求得反应速率常数。
(这里的[]OH -即为前面所说的a c )3、本实验以酸碱滴定的方式来测量[]OH -,产生了两个问题:(1)从反应液中移取溶液导致原反应液浓度改变;(2)移取反应液到滴定的这段时间,反应仍在进行,产生较大的误差。
为了克服这两个问题,我们用以下方案:(1)采用较大的双管式混合反应器,加入原料的总量提高为100mL ,而移取溶液时只从中移取0.5mL ,尽管会移取溶液数次,但是由于移取的体积远小于溶液总体积,我们认为该误差可以忽略;(2)用移液管移出的反应液立即放入事先准备好的加入了30mL 冰水的100mL 锥形瓶中,通过稀释和降温双重手段,是反应的进行基本上处于停滞状态来进行滴定。
三、仪器与药品:计时器一只;恒温槽一套;双管式混合反应器两个;25mL 胖杜移液管两只;1mL 刻度移液管1只;25mL 小烧杯一只;100mL 容量瓶一只;100mL 锥形瓶9个;50mL 酸式滴定管一只。
五、实验记录和处理
1、将实验数据记录于下表一中。
室温:24℃
大气压:100.42KPa
k0(25℃)=2.510 k∞(25℃)=0.896
k0
2、以k t对(k0-k t)/t作图,根据直线斜率求速率常数值。
拟合直线见图一、图二。
k t
(k 0-k t )/t
图一 25℃下k t ~(k 0-k t )/t 拟合直线
注:拟合度R 2=0.99089,说明直线拟合的很好,可以用于计算。
k t
(k 0-k t )/t
图二 35℃下k t ~(k 0-k t )/t 拟合直线
注:拟合度R 2=0.9694,说明直线拟合地较好,可以用于计算。
(1)由图一知,直线斜率为15.70158 NaOH (分析纯):0.0832g 定容体积:100mL
NaOH 浓度:0.0208mol/L
稀释后NaOH 浓度:0.0104mol/L ,即a=0.0104mol/L 。
根据推导公式: k t =
∞+-⋅k t
k k t
0ak 1 所以,25℃时反应速率常数k=6.1238L/(mol ·min)
查阅书籍:25℃时的反应速率常数标准值为:6.4254 L/(mol ·min) 因此实验测量的相对误差为:4.69% (2)由图二知,直线斜率为8.23511, a=0.0104mol/L 。
根据推导, k t =
∞+-⋅k t
k k t
0ak 1 所以,35℃时反应速率常数k=11.6761L/(mol ·min)
查阅书籍,35℃时的反应速率常数标准值为:11.9411 L/(mol ·min) 因此实验测量的相对误差为:2.2%
3、计算反应活化能。
根据Arrhenius 公式: lnk 2/k 1=E(T 2-T 1)/(RT 1T 2)
所需物理量的相关数值见表二:
将数值代入公式,求得:E=49.29kJ/mol
将反应速率常数标准值代入公式,求得反应活化能的标准值:E=47.34kJ/mol 因此实验测量的相对误差为:4.12%。