乙酸乙酯皂化反应过程中溶液的电导率为何减少?
乙酸乙酯的皂化反应是一个典型的二级反应:
ch3cooc2h5+oh-→ch3coo-+c2h5oh
设反应物乙酸乙酯与碱的起始浓度相同,则反应速率方程为:
r
=
=kc2
积分后可得反应速率系数表达式:
(推导)
式中:为反应物的起始浓度;c为反应进行中任一时刻反应物的浓度。为求得某温度下的k值,需知该温度下反应过程中任一时刻t的浓度c。测定这一浓度的方法很多,本实验采用电导法。
用电导法测定浓度的依据是:
(1)
溶液中乙酸乙酯和乙醇不具有明显的导电性,它们的浓度变化不致影响电导的数值。同时反应过程中na+的浓度始终不变,它对溶液的电导有固定的贡献,而与电导的变化无关。因此参与导电且反应过程中浓度改变的离子只有oh-和ch3coo-。
(2)
由于oh-的导电能力比ch3coo-大得多,随着反应的进行,oh-逐渐减少而ch3coo-逐渐增加,因此溶液的电导随逐渐下降。
(3)
在稀溶液中,每种强电解质的电导与其浓度成正比,而且溶液的总电导等于溶液中各离子电导之和。
设反应体系在时间t=0,t=t
和t=∞时的电导可分别以g0、gt
和g∞来表示。实质上g0是
naoh溶液浓度为时的电导,gt是
naoh溶液浓度为c时的电导与ch3coona溶液浓度为-
c时的电导之和,而g∞则是产物ch3coona溶液浓度为
时的电导。即:
g0=k反c0
g∞=k产c0
gt=k反c+k产(c0-
c)
式中k反,k产是与温度,溶剂和电解质性质有关的比例系数。
处理上面三式,可得
g0-
gt=(k反-
k产)(c0-
c)
gt-
g∞=(k反-
k产)c
以上两式相除,得
代入上面的反应速率系数表达式,得
k=
上式可改写为如下形式:
gt=
+
g∞
以gt对作图,可得一直线,直线的斜率为,由此可求得反应速率系数k,由截距可求得g∞。
二级反应的半衰期t1/2
为:
t1/2=
可见,二级反应的半衰期t1/2
与起始浓度成反比。由上式可知,此处t1/2
即是上述作图所得直线之斜率。
若由实验求得两个不同温度下的速率系数k,则可利用阿累尼乌斯(arrhenius)公式:
ln=()
计算出反应的活化能ea。
不能够.因为在稀溶液中,每种强电解质的电导与其浓度成正比,而且溶液的总电导等于溶液中各离子电导之和。溶液中乙酸乙酯和乙醇不具有明显的导电性,它们的浓度变化不致影响电导的数值。同时反应过程中Na+的浓度始终不变,它对溶液的电导有固定的贡献,而与电导的变化无关。因此参与导电且反应过程中浓度改变的离子只有OH-和CH3COO-。由于OH-的导电能力比CH3COO-大得多,随着反应的进行,OH-逐渐减少而CH3COO-逐渐增加,因此溶液的电导随逐渐下降。
ch3cooc2h5+oh-→ch3coo-+c2h5oh
设反应物乙酸乙酯与碱的起始浓度相同,则反应速率方程为:
r
=
=kc2
积分后可得反应速率系数表达式:
(推导)
式中:为反应物的起始浓度;c为反应进行中任一时刻反应物的浓度。为求得某温度下的k值,需知该温度下反应过程中任一时刻t的浓度c。测定这一浓度的方法很多,本实验采用电导法。
用电导法测定浓度的依据是:
(1)
溶液中乙酸乙酯和乙醇不具有明显的导电性,它们的浓度变化不致影响电导的数值。同时反应过程中na+的浓度始终不变,它对溶液的电导有固定的贡献,而与电导的变化无关。因此参与导电且反应过程中浓度改变的离子只有oh-和ch3coo-。
(2)
由于oh-的导电能力比ch3coo-大得多,随着反应的进行,oh-逐渐减少而ch3coo-逐渐增加,因此溶液的电导随逐渐下降。
(3)
在稀溶液中,每种强电解质的电导与其浓度成正比,而且溶液的总电导等于溶液中各离子电导之和。
设反应体系在时间t=0,t=t
和t=∞时的电导可分别以g0、gt
和g∞来表示。实质上g0是
naoh溶液浓度为时的电导,gt是
naoh溶液浓度为c时的电导与ch3coona溶液浓度为-
c时的电导之和,而g∞则是产物ch3coona溶液浓度为
时的电导。即:
g0=k反c0
g∞=k产c0
gt=k反c+k产(c0-
c)
式中k反,k产是与温度,溶剂和电解质性质有关的比例系数。
处理上面三式,可得
g0-
gt=(k反-
k产)(c0-
c)
gt-
g∞=(k反-
k产)c
以上两式相除,得
代入上面的反应速率系数表达式,得
k=
上式可改写为如下形式:
gt=
+
g∞
以gt对作图,可得一直线,直线的斜率为,由此可求得反应速率系数k,由截距可求得g∞。
二级反应的半衰期t1/2
为:
t1/2=
可见,二级反应的半衰期t1/2
与起始浓度成反比。由上式可知,此处t1/2
即是上述作图所得直线之斜率。
若由实验求得两个不同温度下的速率系数k,则可利用阿累尼乌斯(arrhenius)公式:
ln=()
计算出反应的活化能ea。
参与导电的离子有OH-,Na+,CH3COO-,而Na+反应前后浓度不变,OH-的电导率比CH3COO-大得多,随着反应的进行,OH-浓度减小,CH3COO-浓度增大,电导率随之下降。
乙酸乙酯的皂化反应是一个典型的二级反应:CH3COOC2H5+OH-→CH3COO-+C2H5OH
设反应物乙酸乙酯与碱的起始浓度相同,则反应速率方程为:
r = =kc2
积分后可得反应速率系数表达式:
式中:为反应物的起始浓度;c为反应进行中任一时刻反应物的浓度。为求得某温度下的k值,需知该温度下反应过程中任一时刻t的浓度c。测定这一浓度的方法很多,本实验采用电导法。
用电导法测定浓度的依据是:
(1) 溶液中乙酸乙酯和乙醇不具有明显的导电性,它们的浓度变化不致影响电导的数值。同时反应过程中Na+的浓度始终不变,它对溶液的电导有固定的贡献,而与电导的变化无关。因此参与导电且反应过程中浓度改变的离子只有OH-和CH3COO-。
(2) 由于OH-的导电能力比CH3COO-大得多,随着反应的进行,OH-逐渐减少而CH3COO-逐渐增加,因此溶液的电导随逐渐下降。
(3) 在稀溶液中,每种强电解质的电导与其浓度成正比,而且溶液的总电导等于溶液中各离子电导之和。
酯化反应,是一类有机化学反应,是醇跟羧酸或含氧无机酸生成酯和水的反应。分为羧酸跟醇反应和无机含氧酸跟醇反应和无机强酸跟醇的反应三类。羧酸跟醇的酯化反应是可逆的,并且一般反应极缓慢,故常用浓硫酸作催化剂。多元羧酸跟醇反应,则可生成多种酯。无机强酸跟醇的反应,其速度一般较快。典型的酯化反应有乙醇和醋酸的反应,生成具有芳香气味的乙酸乙酯,是制造染料和医药的原料。酯化反应广泛的应用于有机合成等领域。
2、用乳胶管连接恒温水浴,开启恒温水浴,设定温度。
3、用大肚移液管准确量取50.00mL氢氧化钠溶液置于反应器中,磁力搅拌器缓慢搅拌,温度恒定后,测定电导率κ0。
4、计算出所需乙酸乙酯的用量,用量程为10~100μL的移液器量取。
5、磁力搅拌器速度开到最大,取下橡胶塞加入乙酸乙酯,同时计时,然后塞上橡胶塞。
6、持续快速搅拌约1min后,将搅拌速度减慢,保持慢速均匀搅拌。然后依次记录2,4,6,8,10,12,15,20,15,20,25,30,35,40min时刻的电导率κt。
7、清洗实验用品,用Origin软件处理实验数据。