(十一基硫代)-乙酸的的上游原料和下游产品有哪些

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海南师范大学 化学系 >>物理化学实验>>实验十一 乙酸乙酯皂化反应 首页

实验十一 乙酸乙酯皂化反应

目的要求 基本原理 仪器和试剂 实验操作 数据记录处理 思考与讨论 注意事项

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【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。

预习要求

1.了解电导法测定化学反应速率常数的原理。

2.如何用图解法求二级反应的速率常数及如何计算反应的活化能。

3.了解电导率仪和恒温水浴的使用方法及注意事项。

【基本原理】

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，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。实质上，G0是NaOH溶液浓度为a时的电导值，Gt是NaOH溶液浓度为（a-x）时的电导值GNaOH与CH3COONa溶液浓度为x时的电导值GCH3COONa之和，G∞则是CH3COONa溶液浓度为a时的电导值。

CH3COOC2H5 + OH -→ CH3COO + C2H5OH

浓度值 t = 0a0

t = t a - x x

t = 0a

在稀溶液中，溶液的电导与电解质的溶液茂正比，因此有：

即：

即：

由此，Gt可以表示为：

Gt ＝ GNaOH ＋ GCH3COONa ＝ －－－－－－－－（3）

则：

所以： －－－－－－－－－－－（4）

将上式（4）代入（2）式，得：

重新排列得: －－－－－－－－－－－－（5）

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 G t对 作图应得一直线，直线的斜率为1／ak ，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:代入(5)式得:

－－－－－－－－－－（6）

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。

－－－－－－－－－－－（7）

【仪器和试剂】

1.仪器 ： 电导率仪(附DJS-1型铂黑电极) 1台恒温混合器 1只停表 1块

恒温水浴 1套移液管(50mL)3只移液管(1mL) 1支

容量瓶(250mL)1个磨口三角瓶(200mL) 5个。

2.药品 ：NaOH水溶液(0.0200mol·dm-3) 乙酸乙酯(A.R.)电导水(κ<1x10-4S.m-1)

【实验步骤】

1.配制溶液 ：

配制与NaOH准确浓度(约0.0200mol·dm-3)相等的乙酸乙酯溶液。

其方法是:找出室温下乙酸乙酯的密度，进而计算出配制250mL0.0200mol·dm-3(与NaOH准确浓度相同)的乙酸乙酯水溶液所需的乙酸乙酯的毫升数V，然后用lmL移液管吸取VmL乙酸乙酯注入250mL容量瓶中，稀释至刻度，即为0.0200mol·dm-3的乙酸乙酯水溶液。

2.调节恒温槽

将恒温槽的温度调至(30.0±0.1)℃〔或(40.0±0.1)℃〕。

3.调节电导率仪

第一、 温补旋钮 调在实验实际温度处

第二、 校正——测量旋钮 调在温补处，校正电导率仪的电导电池常数。

4.30℃时溶液起始电导率κ0的测定（可在测量κt实验过程中间插入进行）

在干燥的200mL磨口三角瓶中，用移液管加入25mL0.0200mol·dm-3的NaOH溶液和同数量的电导水，混合均匀后，倒出少量溶液洗涤电导池和电极，然后将剩余溶液倒入电导池 (盖过电极上沿约2cm)，恒温约15min，并轻轻摇动数次，然后将电极插入溶液，测定溶液电导率，直至不变为止，此数值即为κ0,测定三次，取平均值。测定完溶液盖好保存，备用测定40℃下的电导率κ0。

5.反应时电导率κt的测定(30.0±0.1)℃

先洗净烘干恒温混合器，然后分别用移液管取5mL0.0200mol·dm-3的CH3COOC2H5和5mL0.0200mol·dm-3的NaOH，分别从A口和B口装入混合器中，再从B口插入电导电极。置混合器于恒温槽中，待恒温15min，从A管口鼓气使A溶液进入B中，当进入一半时，按下停表记时开始记录反应时间，待溶液全总部进入B后，继续鼓气使两溶液在B中混合均匀。并立即开始测量其电导率值，记录时间t及电导率κ值。继续在4min、6min、8min、10min、12min、15min、20min、25min、30min、35min、40min各测电导率一次，记下kt和对应的时间t。

如果不使用恒温混合器，可使用三角锥瓶代替，方法如下：

用移液管移取25mL0.0200mol·dm-3的CH3COOC2H5，加入干燥的200mL磨口三角瓶中，用另一只移液管取25mL0.0200mol·dm-3的NaOH，加入另一干燥的100mL磨口三角瓶中。将两个三角瓶置于恒温槽中恒温15min，并摇动数次。同时，将电导池从恒温槽中取出，弃去上次溶液，用电导水洗净。将温好的NaOH溶液迅速倒入盛有CH3COOC2H5的三角瓶，同时开动停表，作为反应的开始时间，迅速将溶液混合均匀，并用少量溶液洗涤电导池和电极，然后将溶液倒入电导池(溶液高度同前)，测定溶液的电导率κt，在4min、6min、8min、10min、12min、15min、20min、25min、30min、35min、40min各测电导率一次，记下kt和对应的时间t。

6.另一温度（40℃）下κ0和κt的测定

调节恒温槽温度为(40.0±0.1)℃。重复上述4、5步骤，测定另一温度下的κo和κt。但在测定κt时，按反应进行4min、6min、8min、10min、12min、15min、18min、21min、24min、27min、30min测其电导率。实验结束后，关闭电源，取出电极，用电导水洗净并置于电导水中保存待用。

【数据记录与处理】

1、实验数据记录

室温：℃ 大气压力： pa κ0 (30℃) 。 κ0 (40℃) 。

1.将t，κt， 数据列表。

溶液温度：30℃

序号 t(min) κt κ0－κt (κ0－κt)/t

2.以两个温度下的κt对(κ0-κt)/t作图，分别得一直线。利用两直线上求取两温度下的κ∞。

3.由直线的斜率分别计算两温度下的速率常数k和反应半衰期t1/2。

4.由两温度下的速率常数，按Arrhenius公式，计算乙酸乙酯皂化反应的活化能。

【思考与讨论】

1.为什么以0.0100mol·dm-3 NaOH溶液的电导率就可认为是κ0?

2.该实验用电导率法测定的依据是什么？如果NaOH和CH3COOC2H5溶液为浓溶液时，能否用此法求k值，为什么?

3. 使用电导仪时为什么先要选择量程，怎样选择？

4．清洗铂黑电极时应注意些什么？

5．如何直接测量两温度下反应的κ∞？

【注意事项】

1.本实验需用电导水，并避免接触空气及灰尘杂质落入。

2.配好的NaOH溶液要防止空气中的CO2气体进入。

3.乙酸乙酯溶液和NaOH溶液浓度必须相同。

4.乙酸乙酯溶液需临时配制，配制时动作要迅速，以减少挥发损失。

5．记录电导率值时，注意单位的换算

是ph=3。即氢离子浓度等于十的负三次方摩尔每升。醋酸溶液中氢氧根全部来源于水，根据离子积常数可以算出溶液中氢氧根浓度等于十的负十一次方摩尔每升。

醋酸溶液浓度用PH计来测定PH值的原因：

用PH计测定PH值,根据得出的PH值,可以计算出醋酸溶液的浓度.氢离子浓度与溶液的浓度的关系式：[H+]=√cKa例如,当测定醋酸溶液的PH=3时,那么[H+]=0.001mol/L那么醋酸的浓度。

c=[H+]^2/Ka=10^-6/(1.75×10-5)=0.057mol/L。

醋酸又名乙酸，为一元弱酸，故醋酸溶液0<pH<7，电离程度>水解程度，酸度系数为4.8，标况下（零上25度，气压10000Pa时）pKa=4.75。

浓度为1mol/L的醋酸溶液（类似于家用醋的浓度）的pH为2.4，也就是说仅有0.4%的醋酸分子是解离的。

中文名称

S-(11-溴十一烷基)硫代乙酸酯

英文名称

S-(11-Bromoundecyl)

ethanethioate

英文别名

Thioacetic

acid

S-(11-bromoundecyl)

ester11-thioacetylundecyl

bromide11-bromo-1-undecanethioacetate11-bromoundecyl

ethanethioate11-thioacetoxy-1-bromoundecaneS-(11-bromoundecyl)

thioacetate

CAS号

947150-46-1

上游原料

CAS号

中文名称

7766-50-9

溴代十一碳烯

507-09-5

硫代乙酸

112-43-6

10-十一烯-1-醇

下游产品

CAS号

名称

947150-46-1

S-(11-溴十一烷基)硫代乙酸酯

更多上下游产品参见：http://baike.molbase.cn/cidian/1601282