实验一 乙酸酯皂化反应速率常数和活化能

物理化学实验报告讲义：乙酸乙酯皂化反应速率系数及活化能的测定引言皂化反应是一种常见的酯水解反应，其速率受到温度、浓度、催化剂等因素的影响。

本实验旨在通过测定不同温度下乙酸乙酯的皂化反应速率，进而确定反应速率常数和活化能。

实验步骤1.实验准备：–配制乙酸钠溶液：称取一定质量的乙酸钠，溶于适量蒸馏水，稀释至所需浓度。

–配制酚酞指示剂溶液：称取适量酚酞，溶于蒸馏水中，制备0.1%（质量比）的酚酞指示剂溶液。

2.实验操作：–取一个耐热烧杯，加入适量的乙酸乙酯和适量的乙酸钠溶液，并加入少量酚酞指示剂溶液。

–在烧杯的外侧用胶布粘上温度计，记录初始温度。

–将烧杯放入恒温水浴中，控制温度在40℃、50℃、60℃、70℃和80℃，并记录反应液的温度变化。

–通过测定溶液颜色的变化，记录反应液从红色到完全无色所需的时间。

–重复上述操作，得到多组实验数据。

数据处理1.计算乙酸乙酯的皂化反应速率常数：–根据实验数据中记录的反应液从红色到无色所需的时间，计算反应速率，即单位时间内消耗的乙酸乙酯的量。

–将实验数据整理成表格，列出温度、反应时间、反应速率等数据。

–利用反应速率与温度之间的关系，拟合得到反应速率常数的表达式。

–根据表达式，计算不同温度下的反应速率常数。

2.计算乙酸乙酯皂化反应的活化能：–计算不同温度下反应速率常数的对数，即ln(k)与1/T的关系。

–利用线性回归分析，拟合得到ln(k)与1/T的线性关系式，其中k为反应速率常数，T为温度的绝对温度。

–根据线性关系式，计算活化能Ea。

结果与讨论1.反应速率常数的确定：–将实验数据整理成表格，列出温度、反应时间、反应速率等数据。

表格中每组数据都包含多次实验的平均结果，以减小误差。

–对不同温度下的反应速率进行拟合，得到反应速率常数随温度变化的表达式。

–在一定温度范围内，反应速率常数随温度的增加而增大，符合Arrhenius方程。

2.活化能的测定：–通过线性回归分析，拟合得到ln(k)与1/T的线性关系式。

乙酸乙酯皂化反应实验报告一、实验目的1、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。

2、掌握用电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数和活化能的方法。

3、熟悉电导率仪的使用方法。

二、实验原理乙酸乙酯的皂化反应是一个典型的二级反应：CH₃COOC₂H₅＋NaOH → CH₃COONa ＋ C₂H₅OH在反应过程中，各物质的浓度随时间而改变。

若乙酸乙酯和氢氧化钠的初始浓度相同，均为 c₀，则反应速率方程为：r ＝ dc/dt ＝ kc²式中，c 为时间 t 时反应物的浓度，k 为反应速率常数。

积分上式可得：kt ＝ 1/c 1/c₀由于反应是在稀的水溶液中进行，因此可以认为反应过程中溶液的体积不变。

同时，NaOH 和 CH₃COONa 是强电解质，在浓度不大时，电导率与其浓度成正比。

设溶液在起始时的电导率为κ₀，反应完全结束时的电导率为κ∞，在时间 t 时的电导率为κt。

则：κ₀＝ A₁c₀（A₁为比例常数）κ∞ ＝ A₂c₀（A₂为比例常数）κt ＝ A₁(c₀ c) ＋ A₂c所以：c ＝（κ₀ κt) ／（κ₀ κ∞）将其代入速率方程积分式，可得：kt ＝（κ₀ κt) ／ c₀(κ₀ κ∞）t通过实验测定不同时间 t 时的κt，以κt 对（κ₀ κt) ／ t 作图，应得到一条直线，直线的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（25ml）容量瓶（100ml）烧杯（100ml）2、试剂乙酸乙酯（AR）氢氧化钠（AR）去离子水四、实验步骤1、配制溶液配制 00200 mol/L 的 NaOH 溶液：用电子天平称取 08000 g NaOH固体，溶解于去离子水中，然后转移至 1000 ml 容量瓶中，定容至刻度，摇匀。

配制 00200 mol/L 的乙酸乙酯溶液：用量筒量取 218 ml 乙酸乙酯，放入 100 ml 容量瓶中，用去离子水定容至刻度，摇匀。

华南师范大学实验报告电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数一、实验目的（1）学会用电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数，掌握其原理及方法。

（2）掌握活化能的测定方法。

（2）了解二级反应的特点，学会用图解计算法求二级反应的速率常数。

（3）掌握电导率仪的使用方法。

二、实验原理2.1速率常数的测定乙酸乙酯皂化反应是典型的二级反应，其反应式为CH3COOC2H5 + NaOH === CH3COONa + C2H5OH其速率方程可表示为①当反应物起始浓度相同即c碱= c酯= c0时，则有CH3COOC2H5 + NaOH === CH3COONa + C2H5OHt=0 c0c00 0t=t c t c t c0 - c t c0 - c tt=∞ 0 0 c0c0则，c为反应任一时刻的浓度。

积分并整理得速率常数k的表达式为②在反应过程中，c t随时间变化而变化，不同反应的c t可以用各种方法测量，本实验通过测定溶液电导率随时间的变化从而求出速率常数k。

假定此反应在稀溶液中进行，且CH3COONa全部电离。

则参加导电离子有Na+、OH-、CH3COO-，而Na+反应前后不变，OH-的迁移率比CH3COO-大得多，随着反应的进行，OH-不断价绍，CH3COO-不断增加，所以体系电导率不断下降。

体系电导率（κ）的下降和产物CH3COO-的浓度成正比。

另κ0、κt和κ∞分别为0、t和∞时刻的电导率，则t=t时，c0 – c t= K(κ0 - κt) K为比例常数t→∞时，c0 = K(κ0–κ∞)两式联立，整理得c t = K(κt–κ∞)代入动力学方程②，并消去比例常数K得③进一步整理得④可见，即已知起始浓度c0，在恒温条件下，测得κ0和κt，并以κt对作图，可得一直线，则直线斜率为，从而求得此温度下的反应速率常数k。

2.2活化能的测定原理⑤因此只要测定两个不同温度（T1、T2）对应的速率常数k1和k2，根据式⑤可算出反应的表观活化能E a。

乙酸乙酯皂化反应速度常数及活化能测定的研究一、本文概述本文旨在深入研究乙酸乙酯皂化反应的速度常数及其活化能的测定。

皂化反应，作为一种典型的酯水解反应，其在化学工业、生物工程和日常生活中具有广泛的应用。

乙酸乙酯作为一种常见的有机溶剂和化工原料，其皂化反应动力学研究不仅对于理解反应机理具有重要意义，同时也为优化生产工艺、提高生产效率提供了理论基础。

本研究将通过实验测定不同温度下乙酸乙酯皂化反应的速度常数，进而求得该反应的活化能。

通过对实验数据的分析和处理，我们可以更深入地了解乙酸乙酯皂化反应的动力学特性，揭示温度对反应速率的影响机制。

活化能的测定将有助于我们理解反应过程中的能量变化和分子运动状态，为相关领域的研究提供有价值的参考信息。

本研究的意义不仅在于推动对乙酸乙酯皂化反应动力学的研究进展，更在于为实际生产中的工艺优化和反应条件控制提供科学依据。

通过深入研究反应动力学参数，我们可以更好地预测和控制反应过程，提高产品质量和生产效率，为化学工业的可持续发展做出贡献。

二、实验原理乙酸乙酯的皂化反应是一种典型的酯类水解反应，其反应过程可以表示为：CH3COOC2H5 + H2O → CH3COOH + C2H5OH。

这一反应在碱性条件下，如存在氢氧化钠（NaOH）时，会加速进行。

通过测定这一反应在不同温度下的速度，我们可以研究反应动力学参数，如反应速度常数（k）和活化能（Ea）。

反应速度常数（k）是描述反应速度与反应物浓度关系的常数，它的大小反映了反应的快慢。

活化能（Ea）则代表了反应发生所需的最小能量，其值越大，反应进行的难度就越大，所需的温度也就越高。

实验中，我们通常采用初始速率法来测定反应速度常数。

即在反应开始时，测量一段时间（如30秒）内反应物浓度的变化，通过这一变化率来计算反应速度。

由于反应速度常数与反应物浓度的乘积等于反应速度，因此我们可以通过改变反应物浓度，测量对应的反应速度，进而求得反应速度常数。

乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定一、实验目的1.学习电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数的原理和方法以及活化能的测定方法；2.了解二级反应的特点，学会用图解计算法求二级反应的速率常数；3.熟悉电导仪的使用。

二、实验原理（1）速率常数的测定乙酸乙酯皂化反应时典型的二级反应，其反应式为：CH 3COOC 2H 5＋NaOH = CH 3OONa ＋C 2H 5OHt=0 C 0 C 0 0 0t=t Ct Ct C 0 - Ct C 0 -Ct t=∞ 0 0 C 0 C 0速率方程式 2kc dtdc=-，积分并整理得速率常数k 的表达式为： t0t0c c c c t 1k -⨯=假定此反应在稀溶液中进行，且CH 3COONa 全部电离。

则参加导电离子有Na＋、OH －、CH 3COO －,而Na ＋反应前后不变，OH －的迁移率远远大于CH 3COO －，随着反应的进行，OH － 不断减小，CH 3COO －不断增加，所以体系的电导率不断下降，且体系电导率（κ）的下降和产物CH 3COO －的浓度成正比。

令0κ、t κ和∞κ分别为0、t 和∞时刻的电导率，则：t=t 时，C 0 –Ct=K （0κ-t κ） K 为比例常数 t→∞时，C 0= K （0κ-∞κ） 联立以上式子，整理得：∞+-⨯=κκκκtkc 1t00t 可见，即已知起始浓度C 0，在恒温条件下，测得0κ和t κ，并以t κ对tt0κκ-作图，可得一直线，则直线斜率0kc 1m = ，从而求得此温度下的反应速率常数k 。

（2）活化能的测定原理： )11(k k ln21a 12T T R E -= 因此只要测出两个不同温度对应的速率常数，就可以算出反应的表观活化能。

三、仪器与试剂电导率仪 1台 铂黑电极 1支 大试管 5支 恒温槽 1台 移液管 3支氢氧化钠溶液（0.02mol/L ） 乙酸乙酯溶液（0.02mol/L ） 四、实验步骤1.标定NaOH 溶液及乙酸乙酯溶液的配制计算标定0.023/dm mol NaOH 溶液所需的草酸二份，放入锥形瓶中，用少量去离子水溶解之，标定溶液。

乙酸乙酯皂化反应动力学1.实验目的①学习电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数的原理和方法以及活化能的测定方法； ②了解二级反应的特点，学会用图解计算法求二级反应的速率常数； ③熟悉电导仪的使用。

2.实验原理（1）速率常数的测定乙酸乙酯皂化反应时典型的二级反应，其反应式为：CH 3COOC 2H 5＋NaOH = CH 3OONa ＋C 2H 5OHt=0 C 0 C 0 0 0 t=t Ct Ct C 0 - Ct C 0 -Ct t=∞ 0 0 C 0 C 0速率方程式 2kc dtdc=-，积分并整理得速率常数k 的表达式为： t0t 0c c c c t 1k -⨯=假定此反应在稀溶液中进行，且CH 3COONa 全部电离。

则参加导电离子有Na ＋、OH －、CH 3COO －,而Na ＋反应前后不变，OH －的迁移率远远大于CH 3COO －，随着反应的进行， OH － 不断减小，CH 3COO －不断增加，所以体系的电导率不断下降，且体系电导率（κ）的下降和产物CH 3COO －的浓度成正比。

令0κ、t κ和∞κ分别为0、t 和∞时刻的电导率，则：t=t 时，C 0 –Ct=K （0κ-t κ） K 为比例常数 t →∞时，C 0= K （0κ-∞κ） 联立以上式子，整理得： ∞+-⨯=κκκκtkc 1t00t 可见，即已知起始浓度C 0，在恒温条件下，测得0κ和t κ，并以t κ对tt0κκ-作图，可得一直线，则直线斜率0kc 1m = ，从而求得此温度下的反应速率常数k 。

（2）活化能的测定原理： )11(k k ln21a 12T T R E -= 因此只要测出两个不同温度对应的速率常数，就可以算出反应的表观活化能。

3.仪器与试剂恒温槽 电导率仪 电导电极 叉形电导池 秒表滴定管（碱式） 移液管10、25ml 容量瓶100、50ml磨口塞锥形瓶100ml NaOH 溶液（约0.04 mol •dm -3） 乙酸乙酯（A.R.）图C19.1 实验装置4.实验步骤1) 实验装置如图C19.1所示，叉形电导池如图C19.2所示，将叉形电导池洗净烘干，调节恒温槽至25℃。

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。

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学院：化学工程学院专业：化学工程与工艺班级：化工09-1 姓名：学号:指导教师：胡敏杰陈斌日期： 2011年5月26日一、实验目的1、了解用电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率系数和活化能。

2、了解二级反应的特点，学会用图解法求二级反应的速率系数。

3、掌握电导率仪的使用方法。

二、实验原理1、二级反应的动力学方程A + B→产物t=0 a at=t a-x a-x-dc A/dt = -d(a-x)/dt = dx/dt = k(a-x) 2定积分得：k=x/[ta(a-x)] ①以x/(a-x)~t作图若所得为直线，证明是二级反应，并从直线的斜率求k。

如果知道不同温度下的速率常数k(T1)和k(T2)，按阿仑乌斯方程计算出该反应的活化能EaEa=ln k(T1)/ k(T2)*R[T1 T2 / (T2 -T1 )] ②2、乙酸乙酯皂化反应是二级反应，反应式：CH3COOC2H5+NaOH→CH3COONa+C2H5OHt=0 a a 0 0t=t a-x a-x x xt=∞ 0 0 a a反应前后CH3COOC2H5和C2H5OH对电导率的影响不大，可忽略，故反应前只考虑NaOH的电大率κ，反应后只考虑CH3COONa的电导率κ。

对稀溶液而言，强电解质的电导率κ与其浓度成正比，而且溶液的总电导率就等于组成该溶液的电解质电导率之和。

有一下关系：κ0=A1*a κ∞=A2*a κt= A1*（a-x）+ A2*x有三式得：x=[(κ0-κt)/(κ0-κ∞)]*a，将其代入①中得k=[(κ0-κt)/(κ0-κ∞)ta]重新排列得：κt=(κ0-κt)/kta+κ∞因此，以κt~(κ0-κt)/t作图为一直线即为二级反应，并从直线的斜率求出κ。

三、实验仪器、试剂仪器：数学电导率仪（附电极）1台，恒温水槽1套，秒表1只。

叉形电导管2只，移液管（10ml，胖肚）3根试剂：乙酸乙酯标准溶液（0.02120mol/dm3）,NaOH标准溶液（0.02120mol/dm3）四、实验步骤1、调节恒温槽调节恒温槽温度25℃。