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电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数数据处理

.【数处据】理①5℃2反应的率速常数T1,将k验实数据计算结及填果下入表:温温恒=24.度℃90=1.94m9·cm-s1乙酸V酯=乙01.00mL[乙乙酯]=0酸.2000omlL/VaOH=1N.00mL0[NOa]H0=0.20m0o/lc0L=.050.0200=×.00m1o/l实验L据记录及处理表数1:t/imn2461801214t/m·sm-c1.8351.7151.9657160.21.5214.491.4404159.023.50.139.09230.4250.045.0550t/m·sm-1c·mi-n1t00.95700.00578500.0516730.040900.04520000.402000003928.661.1440.090.506375881.36180.6620.04738721.03530.6590.30259022.3061.608800.3271324.2811.01730.0290782612.950.7350.20286289.2371.7507.02703600132170.7.77.0250009图12:5℃t-0tt由第于一个数偏据离它其据数多太,明有显误差的所,舍去。以. .0tm1数据处理:对tt作图求,出率斜m并由,kc0求速率出常数.线直公式y:1=.661x6+0.788R280.=9989=m61.166,kT=11/m(0)=1/c(6.611*0.610)mlo·L1-mi·=n602.L(mol/m·i)n献参文值考k(298.:2)=(K61±)/L(ml·moi)n②用样的同方求法37℃反应的速率数常Tk,2算计反应表观活的化Ea:恒温温能=3度50.℃0=2.27mscm·-V1乙酸乙=1酯000.Lm[乙乙酯酸]0.0=002ml/LoVNaHO=01.00Lm[NaH]O=.00200mol/Lc0=0.×5.0020=00010.0ol/Lm验实据数记录及理处表2:. .t/mni24681011426118222240628203/mstcm-1·2.081.891.861.76168.1.161.6515.11.74.414.14113.9.311634.1.32图1:25℃t-0tt0190..29041..0510.95.6006.1707.6080.83.0860.8.80.910.93.0950t/m·sm-1·cim-n1t0.0590000.702500006.83303063.7050.5090000.05050000.0514700.74050004.44440.04510000.30990.01636670.0530000.033214003166.直线7式公:=y1.3396x+089.5.42R=.0996 .m=13.369,Tk2=/1m(0)=1/(c133.9*0.610)om·Ll-1·inm=74.L/(8olm·inm文献)参值考:k(380.K2=)(1±2)0L(mo/·lim)n.b计反应的表观活化算能文:献:值E=46.ak1/mJollnkT2/k(T1)Ea/=R(·1T/-11T2)∴E/=RanlkT2(k/1T/)T1T2/([2-TT)]1=8.14×ln(7384.6.02)//[98230×÷83(0-828)]9/mJlo=2.06k1/moJ.l .析:分3.41℃速率常数时合符文献参值考说,明酸乙酯乙合比混较充分,导率电较好地能应其反反速率应37,.4时℃实验,程中过加乙酸乙酯后混入得合并不分充就始开定测,有且部溶液分露恒在水面温上,温度并之没有7.43。同℃,接触时式温度计温恒果效理想不,度有温波动,对实验结都有果响。由影于电率导仪于主处是乙要乙酸的环酯境氛内,围以测定所0的tκt小,而t偏值偏大,则作所得斜率图偏小。活化能与参考值差甚远,但相即两使k值取献参文值考计算得不到文仍献Ea值。实本验在要温恒的件条下进,行而且度温恒定,实是 验成功与的否键之关一,但是由,于实验室的器仪制限,恒温水的槽温恒果效很不想理因此,响影了应反电导率测定,的使得实验的结有果偏所差。且实而验用的乙酸使酯要求临乙时置配配,置动作要时速迅,以少减挥发损失但。出于间的时考,乙酸虑酯乙采用先配置预的好样,因此品对验结果实有定的影一。【思响考题①为何本实验】在要温条件恒进行而C,H3OOC2C5H和NOaH溶在液混前合要还预先恒?答温因:为反速率应k受温度的影响大(,kT+1)/0Tk=~4,若反2应程过温度中变比化较大则,测定的结果产的生误差大;反较应在物合混就前预先恒是为了温保证两者进反应的时行候是相同温度,的止防两者温差来带温度的化变影测定结果响②为什么。C3COOHC25H和NaH起O始浓度必须同,如果不相同试,怎问计样k算值?如何实验从结果来验乙酸乙酯反应证二级反应?为答因为:酸乙乙酯皂化的应是反二反级,为应简了计算化采,用反物起应始度相同浓。果如同,不k=则/t(1-b)a·ln[(ba-x)a/b(x-)。]择选不同浓的度HC3COOCH25和NaHO溶液测,定不同度的浓应反在物相反应条同件的反应速率。下有人提③出采用pH法测定酸乙酯乙皂化应反速率常,数法可此行?为吗么什?答:可。根据以查阅的文献可所得,Hp法测乙定乙酯酸化皂反应率速常所数测得的果结值与文献k相值吻,表合明Hp法可是的行。乙酸乙酯当浓度的大氢氧于钠化度浓即b(a)<时,用导率表电示乙的酸酯乙皂反化动应力方学为程:从式中可出看,b为C3CHOC2OH5的始浓度初b-,a为反应完全时系剩余体的CH3COO2H5C的浓,度由C于H3OOCC2H极易挥发,5准称确比之较困难而,剩余的CHC3OOCH2要5想馏蒸收,易回起很大的误引。差因,只有此aNOH的初浓始度a略于大HCC3OC2HO5始初度浓的情b况下,才可使实验以法简化,同方也时小了减实过程验中误的。差上综述,用上述所实验法方测定乙乙酯酸化皂应反实中勿需验知道准确的乙酸乙酯始初浓度,只要其使始浓度略初低准于的氢确氧钠化始初度,皂浓反应化全后,完用酸计测度定体系中剩余氢氧化的浓度钠,后就可以然行进数处据理本方。简法化实步验骤操,作简单,测使量果结更准。确1)(物查化理常学用数表,据乙乙酸酯的皂反应的速率化数与常温的关度系:lk=g-1807T+0/.0750T+4.435k[的单位为L/(mo·lmin)①]当T=30095.(即Kt=27.8)时,将℃T入上述代系关式则,有lgk(理1)=论1780-/300.59+.00054*7300.5+49.35k1(理论)=.76L7/(ol·mmni). 实.测验得k=181.896/(mLl·moin)对相差误[:8(1.89-766.7)7/.67*1]0%06.=7%7当T②=03995K(.t即=63.8℃时)将,T代入上述系关,式则lg有k2 (理论)=-781/30909.+05.0705*403.9594+.53k2理(论=)1.33L/(mo1lm·ni)实验得k测=212.5315/L(ol·min)相m对差:误(1[.33-12.35115)/13.1]3*001%7.=20%2(活化)能对相差:误(4[.163-94.)/264.]1*010=4149%.【分析:2】78.时℃率常速比数较符文献合考参,说值乙酸乙酯混明合较比分充电导,率能较好地反其应应速反率3,6.℃8时实验,程中加入过乙酸乙后混合得酯不充分就开并始测定,且有分部液溶在恒露温水面上,温之度并有没638℃.同时。,接触式度计温恒温果效理想,不温有度动,波实验对果结有都响。影于由导率仪处于电主要乙是乙酸的酯环氛境围内,以0所测定t的κt偏小而,t偏值大则,图所作得率偏小。斜实验得的活测能与参考化相差值远甚相,对差误达1.449,但即使%两k取值文参考值计算仍得不献到文献Ea值。实验本要恒温的在件条下进,行温的恒定是实验成度的关键之功,但是,一于由实验的室仪限器制恒,温槽的恒温效果不水太想理,因影此响了应反电导率的定,测使实验得的果结有所偏差而且实验。使用的乙酸酯要求临时乙置配,置配动时作迅速要以减,少挥发失。损但出时间于的考,虑乙乙酯酸用预采配先好的置品样因此对实,结验有一果的影定响此。,外NaHO溶浓液很小,度空气与少量的CO中2应反影而实验响结。果【思考题】①为何本验实要在恒温条件行进,而C3HCOO2CH5和NaHO溶液在合前混还要预恒先温?答:因为反应速率受温k的度影大,(kT响10)+/Tk=~24,温度升高每01,反应℃速度约增加2~4,同时倍导率电也与度温关有所以,验过实中须程恒。温且NaOH液溶和CH3COO2CH5液混溶前要预先恒合温以,保反证应相在的实同温度验下行,进止两防温差者来温度的变化带影测定响结。果②什么为CH3COOC2H5和NaHO始起度必须相浓同如果,不同,问试怎计样算k?如值从何实验结来果验乙酸证乙反酯为二级反应?应答:因乙为酸酯的乙化反应皂二级反应,是了为简化计,算用反采物应始起度浓同。相如k2.303olbga()xx(0t)果不同a,按则t(ab)(ba)x式中,0(a为溶两中液度浓较的低一溶液浓度)个以t~t图作,可到得0和的值,出解同不t时的x值,然后,就可求出k。选不择浓度的同C3HCOCO25H和aNHO溶液测,不定浓度的反同应物相同在应反条件下的反应率,则速从可实验结果验来证酸乙酯乙反应二为反应。级 .1,.尽混快才合具能有应相度的浓表性代,则,局部否度过浓,反高应过快不,能反映化的实际。皂2,在反应初期由于碱,度过浓,高反应度很速快 ,如不果短用间的隔测量中,间速度就的可不知3。外,推K0可得,实K0不测得。可因为在aNOH浓度零怎测么能够?。为在因稀溶中液,种强每解电的电导质与其度浓成正比,而且液溶的总电导等于溶液中离各电导之和。子溶液乙酸中酯乙乙醇和具有不明的显导电,它性的们浓变化度不致影电响导的数。值同反应过时程Na中+浓度的始不变终它对溶,的液导有固电定的贡献而,与导电的变化无关。因此与导参且反电过应程中浓改度的变子只离有O-H和CHCOO3-由。OH于的导电-能力比C3HOOC大-多得,随着应的进反,行H-逐O渐少减而CH3OC-O渐逐增加因此溶液,电导随的渐下降。逐.预先1恒温可以减少混,合温时的波动,度减试验误少差因,为它一混们合反应,就进行,以先恒温,再混合所,以减少可差。误2.浓度相可以比较好同算计应速反,率为因最反后物没有剩应。至余不于的浓同度,你可去看书本介绍以内的计算,容太久我没做验试。。了。3.级反二,你应可以计相同温设下,度同不度的浓酸乙乙酯与同浓不的氢氧化度反钠,但是测量应应反间时候时改要用他的方法,其如用定滴的法测氢氧方钠化浓度来表的。示.2.1先预温,恒可减以少混时温度合的波动减少试验误,,因为差它一混合们,应就进反,所以先恒行温再,合混可以,少减差误。2.度浓同相以比较好计算可应反速,因为最率后应反物有没剩。至余于不的同度,浓你可以看去本介书绍的内容算计我太久,没试做验。了。。3.级二反应你可,以计相同设度下,不温浓度的同乙乙酸酯与不浓度同的氢化氧反钠,应但测是量反时应间时候改用要其的方法他,如滴用的定方测氢氧化钠法的浓度来示。3.为何表实本验要在恒条温件下进,行而且HC3COC2OH和5aON溶H液混在合前要预袄先恒温4?.答:温度反应速率对数常k影响大很故反应过程应在恒,温件下条行。进5.62..什么要为两种反使物应浓的度相?如等何配制定浓指的乙度酸酸溶乙?液.7答(:)1为了处问题理方,便在设这个计实时验将应物反H3COCOC2H5和aNOH取相同的浓度初a为起始浓作。在度此条件存下下式:在(G0以-tG/)(G0-G∞)t作对图得可直一,其斜率等线,于此可由得反应求率常数速。8.(2)找出温室乙下乙酯酸密的度,而进计算出配制100mL与NaOH同度的浓酸乙酯水乙溶液所需的酸乙乙的酯升毫V,然数用后1mL移液管吸取VmL乙酸酯注入10乙m0L量容瓶,稀中至释刻即可度9。.1.3.为什0要么两使溶尽快液合完毕混开?始段时间一测定时隔的为什么要期短?1.1答:1()验实程过,要记录不同中应反间时体时系的 电导率,此两因溶要液快尽合,混且在混时开合始下秒表按计。时21(2)反.应在开一段始时间,体内的系电导率下较降快,此这段时间测定的时因间隔期要短。间31.. .14.4.应分反子数反与应级数是两个完全同的不概念,反应级数能只过实通验确来。试问定何从实如结果验来验证酸乙乙酯反为应级二反?15应答.选:不择同的乙酸酯浓乙度氢和氧化钠度,浓测不同浓度的反定物应在相同反应条件下的反应速。率61.71.5.乙酸酯皂化乙应反为吸反热,应问在试实验过程如何中处置这影响一而实验得到使较好结的?果1.8:答在恒水温中浴进行,并尽量采用溶液已控稀反制速率,并不断搅拌应。9.12.06如果.CH3COOCH25和NaOH溶液为均溶液,试问能浓用否方此求法得k值为什么??2.1答不能。:这体系的影响时素太因了多。比大量放如热体系温度不恒定,溶使较液的大粘度反应对有也影响。22.3.2七注意、项事2.4.1本验实需电用导,并避免水触空接及灰尘气质落杂入。2.52配好的.NOHa溶要防液空气中的C止2气体O入进26.。3乙酸乙.酯溶液Na和HO液溶浓度必相须。27同..乙4酸酯乙液需溶临时配,配制制动时要作迅,速减少以挥发损失。 .