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1、學(xué)號(hào):201114120222
基礎(chǔ)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告
實(shí)驗(yàn)名稱:乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的測(cè)定
應(yīng)用化學(xué)二班 班級(jí) 03 組號(hào)
實(shí)驗(yàn)人姓名: xx
同組人姓名:xxxx
指導(dǎo)老師: 李旭老師
實(shí)驗(yàn)日期: 2013-10-29
湘南學(xué)院化學(xué)與生命科學(xué)系
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?
1、了解測(cè)定化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)的一種物理方法——電導(dǎo)法。
2、了解二級(jí)反應(yīng)的特點(diǎn),學(xué)會(huì)用圖解法求二級(jí)反應(yīng)的速率常數(shù)。
3、掌握DDS-11A型數(shù)字電導(dǎo)率儀和控溫儀使用方法。
二、
2、實(shí)驗(yàn)原理:
1、對(duì)于二級(jí)反應(yīng):A+B→產(chǎn)物,如果A,B兩物質(zhì)起始濃度相同,均為a,則反應(yīng)速率的表示式為
(1)
式中x為時(shí)間t反應(yīng)物消耗掉的摩爾數(shù),上式定積分得:
(2)
以作圖若所得為直線,證明是二級(jí)反應(yīng)。并可以從直線的斜率求出k。
所以在反應(yīng)進(jìn)行過程中,只要能夠測(cè)出反應(yīng)物或產(chǎn)物的濃度,即可求得該反應(yīng)的速率常數(shù)。
如果知道不同溫度下的速率常數(shù)k(T1)和k(T2),按Arrhenius公式計(jì)算出該反應(yīng)的活化能E
(3)
2、乙酸乙酯皂化反應(yīng)是二級(jí)反應(yīng),其反應(yīng)式為:
OH-電導(dǎo)率大,CH3COO
3、-電導(dǎo)率小。因此,在反應(yīng)進(jìn)行過程中,電導(dǎo)率大的OH-逐漸為電導(dǎo)率小的CH3COO-所取代,溶液電導(dǎo)率有顯著降低。對(duì)稀溶液而言,強(qiáng)電解質(zhì)的電導(dǎo)率L與其濃度成正比,而且溶液的總電導(dǎo)率就等于組成該溶液的電解質(zhì)電導(dǎo)率之和。如果乙酸乙酯皂化在稀溶液下反應(yīng)就存在如下關(guān)系式:
(4)
(5)
(6)
A1,A2是與溫度、電解質(zhì)性質(zhì),溶劑等因素有關(guān)的比例常數(shù),,分別為反應(yīng)開始和終了時(shí)溶液的總電導(dǎo)率。為時(shí)間t時(shí)溶液的總電導(dǎo)率。由(4),(5),(6)三式可得:
代入(2)式得:
4、
(7)
重新排列即得:
三、實(shí)驗(yàn)儀器及試劑
DDS-11A型數(shù)字電導(dǎo)率儀1臺(tái)(附鉑黑電極1支),恒溫槽1臺(tái),秒表1只,電導(dǎo)池3支,移液管3支;0.0200mol/L乙酸乙酯(新配的),O.0200mol/L氫氧化鈉(新配的)
四、簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)步驟和條件:
1、調(diào)節(jié)恒溫槽為所測(cè)溫度25℃。
2、的測(cè)量:分別取10mL蒸餾水和10mL0.0200mol/L的NaOH溶液,加到潔凈、干燥的叉形管電導(dǎo)池中充分混合均勻,置于恒溫槽中恒溫15min。用DDS-11A型數(shù)字電導(dǎo)率儀測(cè)定上述已恒溫的NaOH溶液的電導(dǎo)率即為。
3、的測(cè)量:在另一支叉形電導(dǎo)
5、池直支管中加10mL 0.0200mol/L CH3COOC2H5,側(cè)支管中加入10mL 0.0200 mol/L NaOH,并把洗凈的電導(dǎo)電極插入直支管中。在恒溫情況下,混合兩溶液,同時(shí)開啟停表,記錄反應(yīng)時(shí)間(注意停表一經(jīng)打開切勿按停,直至全部實(shí)驗(yàn)結(jié)束),并在恒溫槽中將叉形電導(dǎo)池中溶液混合均勻。在60min內(nèi)分別測(cè)定6min、9min、12min、15min、20min、25min、30min、35min、40min、50min、60min時(shí)的電導(dǎo)率Lt。
作直線關(guān)系圖,從斜率求出反應(yīng)速率常數(shù)K
五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及現(xiàn)象的原始記錄
溫度25℃ =2.07mscm-1
時(shí)間/m
6、in
6
9
12
15
20
25
Lt/(mscm-1)
1.660
1.547
1.463
1.397
1.303
1.237
/(mscm-1min-1)
0.0683
0.0581
0.0506
0.0449
0.0384
0.0333
時(shí)間/min
30
35
40
50
60
Lt/(mscm-1)
1.182
1.140
1.107
1.053
1.015
/(mscm-1min-1)
0.0296
0.0266
0.0241
0.0203
0.0176
3、作圖:
=12.
7、9068 min-1;反應(yīng)溫度T1=25℃而反應(yīng)速率常數(shù),所以K=1/(12.9068 min-10.0200molL-1)=3.8739Lmol-1min-1
六、 討論(主要內(nèi)容是:誤差分析;實(shí)驗(yàn)中異常現(xiàn)象處理;對(duì)本實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)意見;回答思考題。):
誤差分析
造成本實(shí)驗(yàn)誤差的主要原因可能有:
1、恒溫槽的溫度不穩(wěn)定,致使實(shí)驗(yàn)的結(jié)果存在一定的誤差;
2、乙酸乙酯配置太久,部分揮發(fā)掉了,致使實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)較大的偏差;
3、經(jīng)過多次讀數(shù),誤差比較大;
4、系統(tǒng)本身存在的偶然誤差。
注意事項(xiàng)
1. 實(shí)驗(yàn)溫度要控制準(zhǔn)確
2. 切勿觸及鉑電極的鉑黑
3. 乙酸乙酯溶液和NaOH溶液
8、濃度必須相同。
4. 配好的NaOH溶液要防止空氣中的CO2氣體進(jìn)入。
5. 乙酸乙酯溶液需臨時(shí)配制,配制時(shí)動(dòng)作要迅速,以減少揮
發(fā)損失。
回答思考題
1、 酸溶液所用的水中含有不與反應(yīng)物生成物發(fā)生反應(yīng)的電解質(zhì),對(duì)測(cè)定的結(jié)果有無影響?
答: 存在一定的影響。因?yàn)榉磻?yīng)速率常數(shù)的值與反應(yīng)條件如溫度、催化劑、溶劑等有關(guān),而雜質(zhì)的存在影響了反應(yīng)物的濃度,因而對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果存在一定的影響。
2、各溶液在恒溫和操作過程中為什么要蓋好?
答:因?yàn)闇囟壬?,溶液的揮發(fā)度增大,將溶液蓋好是為了減少其揮發(fā),保證溶液的濃度不變;此外,NaOH溶液很容易與空氣中的CO2反應(yīng),將其蓋住就是為了盡量減少此反應(yīng)的影響。
七、 結(jié)論(是否達(dá)到了預(yù)期目的,學(xué)到了那些新知識(shí)):
本實(shí)驗(yàn)雖存在一定的誤差,但基本達(dá)到了預(yù)期的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?
學(xué)到的新知識(shí):
1、熟悉并掌握了DDS-11A型數(shù)字電導(dǎo)率儀和恒溫槽的使用方法
2、進(jìn)一步了解了二級(jí)反應(yīng)的特點(diǎn),學(xué)會(huì)了用圖解法求算二級(jí)反
應(yīng)的速率常數(shù)。