北京大学《物理化学实验》实验报告：乙酸乙酯皂化反应
乙酸乙酯皂化反应
摘要：本实验测算乙酸乙酯皂化反应的速率常数及活化能。利用乙酸乙酯皂化反应前后反应物与产物的电导率的不同，使用电导率仪监测反应进度，确定体系电导率随反应时间的变化。利用测得电导率与各物种浓度的关系，代入二级反应动力学方程进行拟合，计算得到在(44.00±0.05)℃时该反应速率常数为(0.395±0.002) L·mol-1·s-1。并结合6个不同温度下测得的速率常数，利用Arrhenius公式计算得该反应的活化能为(52.5±2.0) kJ·mol-1。
关键词：电导率；速率常数；活化能
1 实验部分
1.1 仪器和药品
DDS-I1A型电导率仪，恒温槽，万分之一天平，夹层皂化管，大试管，50及100mL 容量瓶，25mL移液管，停表。
乙酸乙酯(AR)，NaOH(0.02052mol·L-1)，二次水。
1.2 实验步骤
1.2.1 调节恒温槽
打开恒温槽，调节温度至44.00℃。调节温度时先设定温度为43℃左右，待恒温槽温度稳定后再缓慢调节（防止温度飞升），使温度到达(44.00±0.05)℃。待温度稳定在44.00℃后，关闭大加热开关，拧紧调节旋钮防止温度发生较大波动。1.2.2 配制乙酸乙酯溶液
向100mL容量瓶中加入约三分之二体积的水，再用100μL微量注射器加入乙酸乙酯0.1798g（理论应加入量0.1808g）加入乙酸乙酯时确保将酯直接滴到水面上，定容，摇匀。
1.2.3 测定κ0
用50mL容量瓶将氢氧化钠溶液准确稀释一倍。将稀释后的氢氧化钠溶液一部分倒入大试管，剩下的淋洗铂黑电极，再将电极插入大试管，恒温10min。
打开电导率仪，调节“温度”旋钮至25℃；将“选择”旋钮拨到“校正”，调“常数”
旋钮至电导池常数（实际使用的电导率仪的常数为0.979），再拨到“测量”，读出示数并记录。
1.2.4 测定κt
用移液管移取25mL氢氧化钠溶液至内管，移取25mL乙酸乙酯至夹层皂化管外管，塞好盖子，和一支干燥洁净的大试管一起恒温10min。
取出皂化管，倾斜使氢氧化钠和乙酸乙酯全部混合，同时开始计时。摇晃使溶液混匀，然后快速将一部分溶液倒入大试管至接近一半高度，剩下溶液淋洗铂黑电极，并将电极插入大试管，从2min开始，每隔2min记录一次数据，30min 后每4min记录一次。测定总时长为46min。
共平行测定三次。
1.2.5 清洗仪器
将皂化管和大试管用蒸馏水洗净、烘干，容量瓶用蒸馏水洗净，微量注射器洗净并烘干。电极用去离子水洗净后插入装有去离子水的大试管中。
2 数据记录与处理
2.1 实验数据记录
测定κt前的准备数据记录如下表：
表 1 准备数据
M/(mg)C NaOH/(mol·L-1) κ0/(S·m-1) 179.8 0.02052 0.329
三次平行κt的数据记录如下表：
表 2 反应过程中电导率数据记录
第一次测量
第二次测量
第三次测量
注：测定温度均为43.95~44.00℃。
2.2 数据处理和速率常数计算
2.2.1 第一次测量
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
κt (S ·m -1)
t (min)
图 1 第一次测量中体系的κt -t 图a
a ）曲线由OriginPro 9.1进行B-Spline 拟合得到。
第一次测量数据处理如下：
表 3 第一次测量数据处理
t /s κt /(S·m -1)
(κ0
-κt )/
(S·m -1) (κ0
-κt
) / t /
(10-4·S·m -1·s -1)
120 0.258 0.071 5.92 240 0.231 0.098 4.08 360 0.210 0.119 3.31 480 0.197 0.132 2.75 600 0.187 0.142 2.37 720 0.179 0.150 2.08 840 0.173 0.156 1.86 960 0.168 0.161 1.68 1080 0.164 0.165 1.53 1200 0.160 0.169 1.41 1320 0.158 0.171 1.30 1440 0.155 0.174 1.21 1560 0.153 0.176 1.13 1680 0.151 0.178 1.06 1800 0.150 0.179 0.99 2040 0.148 0.181 0.89 2280 0.146 0.183 0.80 2520 0.144 0.185 0.73 2760 0.142 0.187 0.68 作κt - (κ0-κt)/t图，如图2（480s之前的数据偏离太大，故舍去）。
0.14
0.150.160.170.18
0.190.20κt (S ·m -1)
(κ0-κt)/t (10-4·S·m -1·s -1)
图 2 第一次测量数据的κt - (κ0-κt )/t 图
拟合曲线：y=(0.0265±0.0003)x+(0.1238±0.0004)，R 2=0.9983。 由电导率与浓度的关系以及二级反应动力学方程，有：
κt =κ0?κt
kat
+κ∞
初始浓度a=0.01026 mol/L. 1/(ka)=(0.0265±0.0003) s. 则可得速率常数k=(0.368±0.004) L·mol -1·s -1.
2.2.2 第二次测量
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
κt (S ·m -1)
t (min)
图 3 第二次测量中体系的κt -t 图
第二次测量数据处理如下：
表 4 第二次测量数据处理
t /s κt/(S·m-1) (κ0-κt)/
(S·m-1)
(κ0-κt) / t / (10-4·S·m-1·s-1)
120 0.256 0.073 6.08 240 0.226 0.103 4.29 360 0.206 0.123 3.42 480 0.192 0.137 2.85 600 0.182 0.147 2.45 720 0.175 0.154 2.14 840 0.169 0.160 1.90 960 0.164 0.165 1.72 1080 0.160 0.169 1.56 1200 0.157 0.172 1.43 1320 0.154 0.175 1.33 1440 0.152 0.177 1.23 1560 0.150 0.179 1.15 1680 0.148 0.181 1.08 1800 0.146 0.183 1.02 2040 0.143 0.186 0.91 2280 0.141 0.188 0.82 2520 0.140 0.189 0.75 2760 0.138 0.191 0.69 作κt - (κ0-κt)/t图，如图4（480s之前的数据偏离太大，故舍去）。
0.13
0.140.150.160.170.18
0.190.20κt (S ·m -1)
(κ0-κt)/t (10-4·S·m -1·s -1)
图 4 第二次测量数据的κt - (κ0-κt )/t 图
拟合曲线：y=(0.0251±0.0002)x+(0.1207±0.0002)，R 2=0.9994。 由电导率与浓度的关系以及二级反应动力学方程，有： 1/(ka)=(0.0251±0.0002) s.
又已知初始浓度，故k=(0.388±0.003) L·mol -1·s -1.
2.2.3第三次测量
0.12
0.140.160.180.200.22
0.240.26κt (S ·m -1)
t (min)
图 5 第三次测量中体系的κt -t 图
第三次测量数据处理如下：
表 5 第三次测量数据处理
t /s κt/(S·m-1) (κ0-κt)/
(S·m-1)
(κ0-κt) / t / (10-4·S·m-1·s-1)
120 0.254 0.075 6.25 240 0.224 0.105 4.38 360 0.205 0.124 3.44 480 0.191 0.138 2.88 600 0.181 0.148 2.47 720 0.173 0.156 2.17 840 0.167 0.162 1.93 960 0.163 0.166 1.73 1080 0.159 0.170 1.57 1200 0.156 0.173 1.44 1320 0.153 0.176 1.33 1440 0.151 0.178 1.24 1560 0.149 0.180 1.15 1680 0.147 0.182 1.08 1800 0.145 0.184 1.02 2040 0.143 0.186 0.91 2280 0.141 0.188 0.82 2520 0.139 0.190 0.75 2760 0.138 0.191 0.69 作κt - (κ0-κt)/t图，如图6（480s之前的数据偏离太大，故舍去）。
0.13
0.140.150.160.170.18
0.190.20κt (S ·m -1)
(κ0-κt)/t (10-4·S·m -1·s -1)
图 6 第三次测量数据的κt - (κ0-κt )/t 图
拟合曲线：y=(0.02422±0.0001)x+(0.1209±0.0002)，R 2=0.9995 由电导率与浓度的关系以及二级反应动力学方程，有：T 1/(ka)=(0.02422±0.0001) s.
又已知初始浓度，故k=(0.402±0.001) L·mol -1·s -1.
第一次测量线性拟合效果不如后两次测量，且与后两次结果相差较大，因此将后两次测量所得的速率常数取均值。得到k ?=(0.395±0.002) L·mol -1·s -1。换算成以L·mol -1·min -1单位则为k ?=(23.7±0.1) L·mol -1·min -1。
2.2.4 乙酸乙酯皂化反应活化能的计算
表 6 不同温度下测得速率常数及数据处理
T /K k ?/(L·mol -1·s -1) ln(k/[k])
1/T / (10-3·K -1) 308.15a 0.215 -1.537 3.245 311.15b 0.253 -1.374 3.214 314.15c 0.305 -1.187 3.183 317.15 0.395 -0.929 3.153 320.15d
0.445
-0.810
3.124
323.15e
0.548
-0.601 3.095
数据来源：a ）张钰清同学；
b ）王卓琦同学；
c ）李泽洲同学；
d ）夏义杰同学；
e ）范英杰同学。
作ln(k/[k]) - 1/T 图，如图7所示。
-1.6
-1.4
-1.2
-1.0
-0.8
-0.6
l n (k /[k ])
1/T (10-3·K -1)
图 7 根据Arrhenius 公式得到的线性拟合图
拟合曲线：y=(-6.31±0.24)x+(18.94±0.75)，R 2=0.9930. 根据Arrhenius 公式d ln (k
[k ])
d (1T
)=?
E a R
，可得E a =(52.5±2.0) kJ·mol -1.
3 结果与讨论 3.1 结果分析
本次实验利用测定反应体系的电导率间接测得乙酸乙酯皂化反应速率常数，结果为(0.395±0.002) L·mol -1·s -1。该结果精密度较好，但准确度略差。
Kuheli Das 等人收集了多种测定方法得到的该反应的活化能，实验值在41.4kJ·mol -1~61.4 kJ·mol -1之间[1]。本实验结果为(52.5±2.0) kJ·mol -1，在文献值
范围内，且拟合效果较好，但该结果相对偏差较大。
3.2 速率常数测定的影响因素
3.2.1 乙酸乙酯的称量对结果的影响
实验中称量乙酸乙酯时可能由于乙酸乙酯少量挥发导致天平示数不稳定，整个称量过程中示数减小1mg左右，无法准确称取理论量的乙酸乙酯。
可能的改进方案：先称量空注射器的质量m0，再利用差减法称取略高于理论计算量的乙酸乙酯m。将其全部注入容量瓶后再次称量注射器质量m1，则(m1-m-m0)即为实际称取乙酸乙酯的质量。该方案可减少乙酸乙酯溶液露置在空气中的时间，减少挥发，可能有利于提高称量准确度。
3.2.2 温度对结果的影响
该反应的温度对反应速率常数和仪器测得的电导率均有影响。按照Arrhenius公式计算，在实验温度317.15K下，若温度偏低0.1K则测得速率常数值约偏低0.8%。实际实验过程中，经调节恒温槽温度稳定在43.95±0.05℃，难以控制在44.00±0.05℃，因此对速率常数测定结果有一定影响。该实验体系中反应物浓度
为0.01mol/L，因此反应温度微小波动对于测得电导率影响不大。
3.2.3NaOH溶液电导的测定对结果的影响
本次实验中只在第一次测定前预先测定了初始NaOH溶液的电导率。但实验持续时间较长，NaOH溶液长时间放置可能导致浓度发生变化，导致电导率变化。速率常数依据(κ0-κt)/t对κt作图得到，κ0变化对计算结果有较大影响。本实验中κ0变化可能对后两次测定速率常数的结果有一定影响。减小该影响的解决方案是尽可能在每次进行反应体系的测定之前重测一次NaOH溶液的电导率，确保κ0值的准确性。
3.2.4 开始计时的时间对结果的影响
该实验中本应在将内管的NaOH溶液和外管的乙酸乙酯溶液混合后立即开始计
时，确保测定的平行性。而本人在实验操作上存在较大疏漏，后两次测定时均未及时在将反应物混合后即开始计时，而是先将反应体系振荡之后再开始计时。该操作导致在计时开始前反应即开始进行，并且由于无法确保开始计时时反应进行程度完全相同，导致三次反应过程中测得体系电导率值平行性差，对速率常数的测定结果造成严重影响，是测定结果相对偏差大的主要原因。
理论上，将反应物混合后立即开始计时本身存在一定的随机误差。该步骤实际上是假定反应物接触之后即混合均匀，但实验过程中振荡程度不同可能导致混合均匀程度的差异，从而导致倒入大试管的溶液中酯和碱的浓度不同，对测定结果有一定影响。
3.3 活化能测定的影响因素
本次实验综合组内同学的数据，利用Arrhenius公式拟合得到乙酸乙酯皂化反应活化能值为(52.5±2.0) kJ·mol-1。线性拟合的R2值尚可，但拟合结果误差接近4%。对活化能测定的可能影响因素有以下几个方面：
（1）不同电导率仪测定时可能存在不同的系统误差；
（2）不同人实验操作的精确性存在差异，结果的可靠性不同；
（3）本实验只得到6个不同温度下测定的速率常数值，用于线性拟合的样本容量太小，导致得到的结果误差较大。
4 思考题
（1）配置乙酸乙酯溶液时，为什么在容量瓶中要事先加入适量的重蒸馏水？答：乙酸乙酯易挥发，若滴加时沾到容量瓶内壁则会因挥发导致天平示数漂移、称量不准。因此事先加入蒸馏水，保证乙酸乙酯加到蒸馏水中溶解，减少挥发。（2）将NaOH溶液稀释一倍的目的是什么？
答：NaOH溶液与等浓度乙酸乙酯溶液混合，因此初始浓度为NaOH溶液浓度的一半。因此测定NaOH溶液的电导率时要将其稀释一倍。
（3）为什么乙酸乙酯与NaOH溶液的浓度必须足够的稀？
答：乙酸乙酯和NaOH溶液若浓度较大，则会导致反应速率增加，反应体系电导率变化加快，使电导仪的测量误差和读数误差增大。因此采用稀的乙酸乙酯和NaOH溶液以控制适中的反应速率。
（4）若乙酸乙酯与NaOH溶液的起始浓度不相等时，应如何计算k值？
答：设乙酸乙酯起始浓度为a，NaOH溶液起始浓度为b：
dx
dt
=k(a?x)(b?x)(1)
积分得：1
b?a ln a(b?x)
b(a?x)
=kt(2)
又有：κ0=A1b及κt=A1(b?x)+A2x
若a>b，则κ∞=A2b?x=κ0?κt
κ0?κ∞
b，代入(2)式，有：
k=1
(b?a)t ln(κ0?κ∞)a?(κ0?κt)b
(κt?κ∞)a
(3)
若a>b，则κ∞=A1(b?a)+A2a ? x=κ0?κt
κ0?κ∞
a，代入(2)式，有：
k=1
(a?b)t ln(κ0?κ∞)b?(κ0?κt)a
(κt?κ∞)b
(4)
依据以上两式进行拟合也可得到速率常数k的值，但较之本实验需进行更复杂的计算。
（5）本实验中用二次水代替电导水可能产生的影响是什么？
答：电导水中除H+和OH-外不含其它离子，纯度高于二次水，本实验使用二次水可能引入电导率测量上的误差。
由κt=κ0?κt
kat +κ
∞
可看出，若假定二次水中其他离子的电导率保持不变，则所有
测得的κt平行增大，对拟合直线斜率没有影响，不影响速率常数计算结果，因此
使用二次水对测定影响较小。但如果希望排除这一可能的误差因素，则仍应用电导水进行实验。
参考文献
[1] Keduli Das; P. Sahoo; M. Sai Baba; N. Murali; P. Swaminathan. Int J Chem Kinet, 2011, 43(11), 648.
致谢
感谢李琦老师的讲解和指导，感谢实验室其他同学的帮助。
目 录 绪论 (1) 第1篇 不确定度与数据处理基础 (3) 1.1 测量与误差的基本概念 (3) 1.2 随机误差的估算 (5) 1.3 测量的不确定度 (8) 1.4 有效数字及测量结果的表示 (12) 1.5 实验数据处理方法 (14) 习题 (19) 第2篇 力学及热学实验 (20) 2.1 力学及热学实验基础知识 (20) 2.1.1 长度测量器具 (20) 2.1.2 时间测量仪器 (21) 2.1.3 质量测量仪器 (23) 2.1.4 温度测量仪器 (25) 2.2 实验2-1 长度的测量 (27) 2.3 实验2-2 物体密度的测定 (31) 2.4 实验2-3 气轨上滑块的速度和加速度的测定 (38) 2.5 实验2-4 气轨上动量守恒定律的研究 (46) 2.6 实验2-5 气轨上简谐振动的研究 (52) 2.7 实验2-6 固体线膨胀系数的测定及温度的PID调节 (55) 2.8 实验2-7 动力学法测定材料的杨氏弹性模量 (59) 2.9 实验2-8 扭摆法测定物体转动惯量 (64) 2.10 实验2-9 落球法测定液体在不同温度下的黏度 (70) 2.11 实验2-10 拉伸法测定金属丝的杨氏弹性模量 (73) 第3篇 电磁学实验 (78) 3.1 电磁学实验基础知识 (78) 3.1.1 实验室常用设备 (78) 3.1.2 电学实验操作规则 (83) 3.2 实验3-1 伏安法测电阻 (85) 3.3 实验3-2 电表的改装和校正 (87) 3.4 实验3-3 线性电阻和非线性电阻的伏安特性曲线 (91) 3.5 实验3-4 三极管的伏安特性曲线 (95)
乙酸乙酯皂化反应速度常相数的测定 一、实验目的 1．通过电导法测定乙酸乙酯皂化反应速度常数。 2．求反应的活化能。 3．进一步理解二级反应的特点。 4．掌握电导仪的使用方法。 二、基本原理 乙酸乙酯的皂化反应是一个典型的二级反应： 325325CH COOC H OH CH COO C H OH --+??→+ 设在时间t 时生成浓度为x ，则该反应的动力学方程式为 ()()dx k a x b x dt - =-- （8-1） 式中，a ，b 分别为乙酸乙酯和碱的起始浓度，k 为反应速率常数，若a=b,则（8-1）式变为 2()dx k a x dt =- （8-2） 积分上式得： 1() x k t a a x =?- （8-3） 由实验测的不同t 时的x 值，则可根据式（8-3）计算出不同t 时的k 值。如果k 值为常数，就可证明反应是二级的。通常是作 () x a x -对t 图，如果所的是直线，也可证明反应是二级 反应，并可从直线的斜率求出k 值。 不同时间下生成物的浓度可用化学分析法测定，也可用物理化学分析法测定。本实验用电导法测定x 值，测定的根据是： （1） 溶液中OH -离子的电导率比离子（即3CH COO -）的电导率要大很多。因此，随着反应的进行，OH -离子的浓度不断降低，溶液的电导率就随着下降。 （2） 在稀溶液中，每种强电解质的电导率与其浓度成正比，而且溶液的总电导率
就等于组成溶液的电解质的电导率之和。 依据上述两点，对乙酸乙酯皂化反应来说，反映物和生成物只有NaOH 和NaAc 是 强电解质，乙酸乙酯和乙醇不具有明显的导电性，它们的浓度变化不至于影响电导率的数值。如果是在稀溶液下进行反应，则 01A a κ= 2A a κ∞= 12()t A a x A x κ=-+ 式中：1A ，2A 是与温度、溶剂、电解质NaOH 和NaAc 的性质有关的比例常数； 0κ，κ∞分别为反应开始和终了是溶液的总电导率；t κ为时间t 时溶液的总电导率。由此三 式可以得到： 00( )t x a κκκκ∞ -=- （8-4） 若乙酸乙酯与NaOH 的起始浓度相等，将（8-4）式代入（8-3）式得： 01t t k ta κκκκ∞ -= ?- （8-5） 由上式变换为： 0t t kat κκκκ∞-= + （8-6） 作0~ t t t κκκ-图，由直线的斜率可求k 值，即 1m ka = ，1k ma = 由（8-3）式可知，本反应的半衰期为： 1/21 t ka = （8-7） 可见，两反应物起始浓度相同的二级反应，其半衰期1/2t 与起始浓度成反比，由（8-7）式可知，此处1/2t 亦即作图所得直线之斜率。 若由实验求得两个不同温度下的速度常数k ，则可利用公式（8-8）计算出反应的活化能a E 。
乙酸乙酯的合成 一、 实验目的和要求 1、 通过乙酸乙酯的制备，加深对酯化反应的理解； 2、 了解提高可逆反应转化率的实验方法； 3、 熟练蒸馏、回流、干燥、气相色谱、液态样品折光率测定等技术。 二、 实验内容和原理 本实验用乙酸与乙醇在少量浓硫酸催化下反应生成乙酸乙酯： 243323252H SO CH COOH CH CH OH CH COOC H H O ++ 副反应： 24 32322322H SO CH CH OH CH CH OCH CH H O ???→+ 由于酯化反应为可逆反应，达到平衡时只有2/3的物料转变为酯。为了提高酯的产率，通常都让某 一原料过量，或采用不断将反应产物酯或水蒸出等措施，使平衡不断向右移动。因为乙醇便宜、易得，本实验中乙醇过量。但在工业生产中一般使乙酸过量，以便使乙醇转化完全，避免由于乙醇和水及乙酸乙酯形成二元或三元共沸物给分离带来困难，而乙酸通过洗涤、分液很容易除去。 由于反应中有水生成，而水和过量的乙醇均可与乙酸乙酯形成共沸物，如表一表示。这些共沸物的沸点都很低，不超过72 ℃，较乙醇的沸点和乙酸的沸点都低，因此很容易被蒸馏出来。蒸出的粗馏液可用洗涤、分液除去溶于其中的乙酸、乙醇等，然后用干燥剂去除共沸物中的水分，再进行精馏便可以得到纯的乙酸乙酯产品。 表一、乙酸乙酯共沸物的组成与沸点 三、 主要物料及产物的物理常数 表二、主要物料及产物的物理常数
四、主要仪器设备 仪器100mL三口烧瓶；滴液漏斗；蒸馏弯头；温度计；直形冷凝管；250mL分液漏斗；50mL锥形瓶3个；25mL梨形烧瓶；蒸馏头；阿贝(Abbe)折光仪；气相色谱仪。 试剂冰醋酸；无水乙醇；浓硫酸；Na2CO3饱和溶液；CaCl2饱和溶液；NaCl饱和溶液。 五、实验步骤及现象 表三、实验步骤及现象
浙江万里学院生物与环境学院 化学工程实验技术实验报告 实验名称：乙酸乙酯皂化反应 姓名成绩 班级学号 同组姓名实验日期 指导教师签字批改日期年月日
一、实验预习（30分） 1．实验装置预习（10分）＿＿＿＿＿年＿＿＿＿月＿＿＿＿日 指导教师＿＿＿＿＿＿（签字）成绩 2．实验仿真预习（10分）＿＿＿＿＿年＿＿＿＿月＿＿＿＿日 指导教师＿＿＿＿＿＿（签字）成绩 3．预习报告（10分） 指导教师＿＿＿＿＿＿（签字）成绩 （1）实验目的 1．用电导率仪测定乙酸乙酯皂化反应进程中的电导率。 2．掌握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超级恒温水槽。 （2）实验原理 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，因此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，G t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。则稀溶液中，电导值的减少量与CH3COO-浓度成正比，设K为比例常数，则 由此可得 所以（2）式中的a-x和x可以用溶液相应的电导表示，将其代入（2）式得： 重新排列得: （3） 因此，只要测不同时间溶液的电导值G t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，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:G=κ代入（3）式得: （4） 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。 （5）
青岛大学实验报告 2011年11月30日姓名唐慧系年级08级应用化学组别同组者 科目有机化学题目乙酸乙酯的制备仪器编号 一、实验目的 1.掌握酯化反应原理以及由乙酸和乙醇制备乙酸乙酯的方法。 2.学会回流反应装置的搭置方法。 3.复习蒸馏、液体的洗涤与干燥、分液漏斗的使用等基本操作。 二、实验原理 1.本实验用冰醋酸和乙醇（过量）为原料，利用浓硫酸的吸水作用使反应顺利进 行。除生成乙酸乙酯的主反应外，还有生成乙醚等的副反应。 主反应 副反应 2.物理常数 名称相对分 子质量 性状 折射 率 相对 密度 熔点/℃ 沸点 /℃ 溶解度/g·(100mL溶剂)-1 水醇醚 冰醋酸60.05 无色 液体 1.3698 1.049 16.6 118.1 ∞∞∞ 乙醇46.07 无色 液体 1.3614 0.78 -117 78.3 ∞∞∞ 乙酸乙酯88.1 无色 液体 1.3722 0.905 -84 77.15 8.6 ∞∞ 2CH3CH2OH 浓H2SO4 140℃ (CH3CH2)2O+H2O CH3CH2OH 浓H2SO4 170℃ CH2=CH2+H 2 O CH3COOH+CH 3 CH2OH 浓 H2SO4 CH3COOCH2CH3+H2O
3. 乙酸乙酯的三维结构 乙酸乙酯三维图像 三、仪器试剂 仪器：100mL 圆底烧瓶，冷凝管，温度计，分液漏斗，水浴锅，维氏分馏柱，锥形瓶，接引管等。 试剂： 名称 规格 用量 冰醋酸 化学纯 50mL 乙醇 95% 50mL 浓硫酸 化学纯 50mL 碳酸钠 饱和溶液 50mL 氯化钠 饱和溶液 50mL 氯化钙 饱和溶液 50mL 硫酸镁 无水固体 10g 四、实验装置 五、实验流程 反应装置 蒸出装置 蒸馏装置
霍尔效应测量磁场 【实验目的】 (1) 了解霍尔效应的基本原理 (2) 学习用霍尔效应测量磁场 【仪器用具】 仪器名参数 电阻箱? 霍尔元件? 导线? SXG-1B毫特斯拉仪±(1% +0.2mT) PF66B型数字多用表200 mV档±(0.03%+2) DH1718D-2型双路跟踪稳压稳流电源0~32V 0~2A Fluke 15B数字万用表电流档±(1.5%+3) Victor VC9806+数字万用表200 mA档±(0.5%+4) 【实验原理】 (1)霍尔效应法测量磁场原理 若将通有电流的导体至于磁场B之中，磁场B(沿着z轴)垂直于电流I S(沿着x轴)的方向，如图1所示则在导体中垂直于B和I S方向将出现一个横向电位差U H，这个现象称之为霍尔效应。 图 1 霍尔效应示意图 若在x方向通以电流I S，在z方向加磁场B，则在y方向A、A′两侧就开始聚积异号电荷而产生相应的附加电场.当载流子所受的横向电场力F E洛伦兹力F B相等时： q(v×B)=qE 此时电荷在样品中不再偏转，霍尔电势差就有这个电场建立起来。 N型样品和P型样品中建立起的电场相反，如图1所示，所以霍尔电势差有不同的符号，由此可以判断霍尔元件的导电类型。
设P型样品的载流子浓度为p，宽度为w，厚度为的d。通过样品电流I S=pqvwd，则空穴速率v=I S/pqwd，有 U H=Ew=I H B =R H I H B =K H I H B 其中R H=1/pq称为霍尔系数，K H=R H/d=1/pqd称为霍尔元件灵敏度。(2)霍尔元件的副效应及其消除方法 在实际测量过程中，会伴随一些热磁副效应，这些热磁效应有： 埃廷斯豪森效应：由于霍尔片两端的温度差形成的温差电动势U E 能斯特效应：热流通过霍尔片在其端会产生电动势U N 里吉—勒迪克效应：热流通过霍尔片时两侧会有温度差产生，从而又产生温差电动势U R 除此之外还有由于电极不在同一等势面上引起的不等位电势差U0 为了消除副效应，在操作时我们需要分别改变IH和B的方向，记录4组电势差的数据 当I H正向，B正向时：U1=U H+U0+U E+U N+U R 当I H负向，B正向时：U2=?U H?U0?U E+U N+U R 当I H负向，B负向时：U3=U H?U0+U E?U N?U R 当I H正向，B负向时：U4=?U H+U0?U E?U N?U R 取平均值有 1 (U1?U2+U3?U4)=U H+U E≈U H (3)测量电路 图 2 霍尔效应测量磁场电路图 霍尔效应的实验电路图如图所示。I M是励磁电流，由直流稳流电源E1提供电流，用数字万用表安培档测量I M。I S是霍尔电流，由直流稳压电源E2提供电流，用数字万用表毫安档测量I S，为了保证I S的稳定，电路中加入电阻箱R进行微调。U H是要测的霍尔电压，接入高精度的数字多用表进行测量。 根据原理(2)的说明，在实验中需要消除副效应。实际操作中，依次将I S、 I M的开关K1、K2置于(+,+)、(?,+)、(?,?)、(+,?)状态并记录U i即可，其 中+表示正向接入，?表示反向接入。
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 5OH t=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 dt dc =- ，积分并整理得速率常数k 的表达式为： t 0t 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：
∞+-?= κκκκt kc 1t 00t 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t t 0κκ-作图，可得一直线，则直线斜率0 kc 1 m = ，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 ln 2 1a 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。计算出配制与NaOH 等浓度的乙酸乙酯溶液100mL 所需化学纯乙酸乙酯的质量，根据不同温度下乙酸乙酯的密度计算其体积(乙酸乙酯的取样是通过量取一定量的体积)，于ml 100容量瓶中加入约3/2容积的去离子水，然后用1mL 移液管吸取所需的乙酸乙酯加入容量瓶中，加水至刻度，摇匀。 2.调节恒温水浴调节恒温水浴温度为30℃1.0±℃。 3.电导率0K 的测定 用mL 20移液管量取去离子水及标定过的NaOH 溶液各mL 20，在干燥的100mL 烧杯中混匀，用少量稀释后的NaOH 溶液淋洗电导电极及电极管3次，装入适量的此NaOH 溶液于电极管中，浸入电导电极并置于恒温水浴中恒温。将
乙酸乙酯皂化反应速率常数测定 实验日期： 提交报告日期： 带实验的老师 一、 引言 1. 实验目的 1．学习测定化学反应动力学参数的一种物理化学分析方法——电导法。 2．了解二级反应的特点，学习反应动力学参数的求解方法，加深理解反应动力学特征。 3．进一步认识电导测定的应用，熟练掌握电导率仪的使用方法。 2. 实验原理 反应速率与反应物浓度的二次方成正比的反应为二级反应，其速率方程式可以表示为 22dc - =k c dt （1） 将（1）积分可得动力学方程： c t 22c 0dc -=k dt c ?? （2） 20 11-=k t c c （3） 式中：0c 为反应物的初始浓度；c 为t 时刻反应物的浓度；2k 为二级反应的反应速率常数。将1/c 对t 作图应得到一条直线，直线的斜率即为2k 。 对于大多数反应，反应速率与温度的关系可以用阿累尼乌斯经验方程式来表示： a E ln k=lnA-RT （4） 式中：a E 为阿累尼乌斯活化能或反应活化能；A 为指前因子；k 为速率常数。 实验中若测得两个不同温度下的速率常数，就很容易得到 21T a 21T 12k E T -T ln =k R T T ?? ??? （5） 由（5）就可以求出活化能a E 。 乙酸乙酯皂化反应是一个典型的二级反应，
325325CH COOC H +NaOH CH COONa+C H OH → t=0时， 0c 0c 0 0 t=t 时， 0c -x 0c -x x x t=∞时， 0 0 0x c → 0x c → 设在时间t 内生成物的浓度为x ，则反应的动力学方程为 220dx =k (c -x)dt （6） 2001x k =t c (c -x) （7） 本实验使用电导法测量皂化反应进程中电导率随时间的变化。设0κ、t κ和κ∞分别代表时间为0、t 和∞（反应完毕）时溶液的电导率，则在稀溶液中有： 010=A c κ 20=A c κ∞ t 102=A (c -x)+A x κ 式中A 1和A 2是与温度、溶剂和电解质的性质有关的比例常数，由上面的三式可得 0t 00-x= -c -κκκκ∞ （8） 将（8）式代入（7）式得： 0t 20t -1k = t c -κκκκ∞ （9） 整理上式得到 t 20t 0=-k c (-)t+κκκκ∞ （10） 以t κ对t (-)t κκ∞作图可得一直线，直线的斜率为20-k c ，由此可以得到反应速率系数2k 。 溶液中的电导（对应于某一电导池）与电导率成正比，因此以电导代替电导率，（10）式也成立。本实验既可采用电导率仪，也可采用电导仪。 3实验操作 3.1 实验用品
复 摆 【实验目的】 (1)研究复摆的物理特性; (2)用复摆测定重力加速度; (3)用作图法和最小二乘法研究问题及处理数据。 【仪器用具】 复摆,光电计时器,电子天平,米尺等。 【实验原理】 1.复摆的振动周期公式 在重力作用下,绕固定水平转轴在竖直平面内摆动的刚体称为复摆(即物理摆).设一复摆 (见图1-1)的质量为m ,其重心G 到转轴O 的距离为h ,g 为重力加速度,在它运动的某一时刻t,参照平面(由通过O 点的轴和重心G 所决定)与铅垂线的夹角为0,相对于O 轴的恢复力矩为 M=-mgh sin θ （1.1） 图 1-1复摆示意图 根据转动定理, 复摆(刚体)绕固定轴O 转动,有 M=I β (1.2) 其中M 为复摆所受外力矩，I 为其对O 轴的转动惯量，β为复摆绕O 轴转动的角加速度, 且 22dt d θβ= 则有 M=I 2 2dt d θ （1.3） 结合式(1.1)和式(1.3),有 I 22dt d θ +mgh sin θ=0 (1.4) 当摆角很小的时候, sin θ≈θ, ,式(1.4)化为
22dt d θ + θI mgh =0 (1.5) 解得 θ=A cos(ωt+θ0) (1.6) 式中A ，θ由初条件决定;ω是复摆振动的角频率，ω＝I mgh /， 则复摆的摆动周期 T=2πmgh I （1.7） 2.复摆的转动惯量，回转半径和等值单摆长 由平行轴定理,I=I G +mh 2,式中I G 为复摆对通过重心G 并与摆轴平行的轴的转动惯量, (1.7) 式可写为 T=2πmgh mh I G 2 + （1.8） 可见, 复摆的振动周期随悬点O 与质量中心G 之间的距离h 而改变。还可将I =I G +mh 2改写 2 2G 2I mR mh mR =+= (1.9) 式中R G = m I G 为复摆对G 轴的回转半径, 同样也有R=m I ， R 称为复摆对悬点O 轴的回转半径。复摆周期公式也可表示为 T=2π g h h R G +2 （1.10） 事实上, 总可以找到一个单摆,它的摆动周期等于给定的复摆的周期,令 L ＝h h R G +2 （1.11） 则 T= 2π g L (1.12) 式中L 称为复摆的等值单摆长。这样, 就它的振动周期而论,一个复摆的质量可以被认为集中到一个点上, 这个点距悬点(支点)的距离为
浙江万里学院生物与环境学院化学工程实验技术实验报告 实验名称：乙酸乙酯皂化反应
一、实验预习（30分） 1．实验装置预习（10分）＿＿＿＿＿年＿＿＿＿月＿＿＿＿日 指导教师＿＿＿＿＿＿（签字）成绩 2．实验仿真预习（10分）＿＿＿＿＿年＿＿＿＿月＿＿＿＿日 指导教师＿＿＿＿＿＿（签字）成绩 3．预习报告（10分） 指导教师＿＿＿＿＿＿（签字）成绩 （1）实验目的 1．用电导率仪测定乙酸乙酯皂化反应进程中的电导率。 2．掌握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超级恒温水槽。 （2）实验原理 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，因此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，G t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。则稀溶液中，电导值的减少量与CH3COO-浓度成正比，设K为比例常数，则 由此可得 所以（2）式中的a-x和x可以用溶液相应的电导表示，将其代入（2）式得：
利用复摆测量重力加速度 【实验目的】 (1)根据复摆的物理特性测量重力加速度; (2)利用拟和方法处理实验数据; (3)练习测量不确定度的评定。 【仪器用具】 复摆,光电计时器,游标卡尺等。 【实验原理】 在测量重力加速度的方法中，有一类利用了摆的性质：小振动周期的平方与成反比（由量纲分析即可得到此结论）。对于大家熟悉的单摆，由于摆球并不是理想的质点，摆线也有一定的质量，导致等效的摆长很难精确测定，严重制约了的测量精度（因为周期测量可以达到很高的精度)。我们这次实验使用的复摆就是为了克服这个困难而设计的专用于重力加速度测量的仪器。 所谓的复摆就是一个刚体摆。在重力作用下，刚体绕固定水平转轴在竖直平面内摆动(见图1)。设复摆的质量为m，其重心G到转轴O的距离为h，从重心到转轴的垂线OG与铅垂线的夹角为，则重力对复摆产生的恢复力矩为 图1 复摆示意图 根据刚体定轴转动定理，复摆的角加速度 其中I为刚体相对O轴的转动惯量，为刚体相对其重心的转动惯量，这里用到了转动惯量的平行轴定理：。
当摆角很小的时候, 上式简化为 这是简谐运动的方程。由此可知，与单摆一样，复摆在平衡位置附近的小振动是周期为 的简谐振动。注意 不是 的单调函数：当 趋于零或无穷大时，周期都趋于无穷大（见图2）。 图2 复摆 曲线（A,C 为一对共轭点） 在实验中，我们可以改变转动轴O 轴（即悬点）的位置。悬点始终在经过复摆重心G 的一条直线（即复摆摆杆的中心线）上。通过改变悬点而改变 ，测量不同 对应的周期 ，用理论公式对测量结果进行拟合，就可以得到 了。 除了上述的曲线拟合方法，这里再介绍一种只需要测量两个点的方法，这也是利用复摆测量重力加速度的传统方法。如图2所示，我们选择的两个悬点O 1和O 2分处重心的两侧，它们到重心的距离分别为 ，振动周期分别为 和 ，根据周期公式有 如果O 1、O 2满足 但 ，则称它们互为共轭点。对于共轭点的情况，上式右边第二项为零，只需要测量两个悬点的距离 就可以计算 了。由于不需要确定重心的实际位置（这一步的精度远比测量两个悬点的距离要低），共轭点法测量重力加速度可以达到很高的精度。注意，即便O 1、O 2不是一对精确的共轭点，只要 和 相差做够小（比如
乙酸乙酯皂化反应 一、实验目的 1. 用电导法测定乙酸乙酯皂化反应的反应级数、速率常数和活化能 2. 通过实验掌握测量原理和电导率一的使用方法 二、实验原理 1. 乙酸乙酯皂化反应为典型的二级反应，其反应式为： CH3COOC2H5+NaOH→CH3COONa+C2H5OH A B C D 当C A,0=C B,0其速率方程为: -dC A/dt=kC A2 积分得： 由实验测得不同时间t时的C A 值，以1/C A 对t作图，得一直线，从直线斜率便可求出K的值。 2. 反应物浓度CA的分析 不同时间下反应物浓度C A可用化学分析发确定，也可用物理化学分析法确定，本实验采用电导率法测定。 对稀溶液，每种强电解质的电导率与其浓度成正比，对于乙酸乙酯皂化反应来说，溶液的电导率是反应物NaoH与产物CH3CooNa两种电解质的贡献： 式中：Gt—t时刻溶液的电导率；A1，A2—分别为两电解质的电导率与浓度关系的比例系数。反应开始时溶液电导率全由NaOH贡献，反应完毕时全由CH3COONa贡献，因此 代入动力学积分式中得： 由上式可知，以Gt对 作图可得一直线，其斜率等于 ，由此可求得反应速率常数k。
3. 变化皂化反应温度，根据阿雷尼乌斯公式： ，求出该反应的活化能Ea。 三、实验步骤 1. 恒温水浴调至20℃。 2. 反应物溶液的配置： 将盛有实验用乙酸乙酯的磨口三角瓶置入恒温水浴中，恒温10分钟。用带有刻度的移液管吸取V/ml乙酸乙酯，移入预先放有一定量蒸馏水的100毫升容量瓶中，再加蒸馏水稀释至刻度，所吸取乙酸乙酯的体积 V/ml可用下式计算： 式子：M =88.11， =0.9005， 和NaOH见所用药品标签。 3. G0的测定： （1）在一烘干洁净的大试管内，用移液管移入电导水和NaOH溶液（新配置）各15ml，摇匀并插入附有橡皮擦的260型电导电极（插入前应用蒸馏水淋洗，并用滤纸小心吸干，要特别注意切勿触及两电极的铂黑）赛还塞子，将其置入恒温槽中恒温。 （2）开启DDSJ-308A型电导仪电源开关，按下"ON/OFF"键，仪器将显示产标、仪器型号、名称。按“模式”键选择“电导率测量”状态，仪器自动进入上次关机时的测量工作状态，此时仪器采用的参数已设好，可直接进行测量，待样品恒温10分钟后，记录仪器显示的电导率值。 （3）将电导电极取出，用蒸馏水林洗干净后插入盛有蒸馏水的烧杯中，大试管中的溶液保留待用。 4. Gt的测定； （1）取烘干洁净的混合反应器一支，其粗管中用移液管移入15ml新鲜配置的乙酸乙酯溶液，插入已经用蒸馏水淋洗并用滤纸小心吸干（注意：滤纸切勿触及两级的铂黑）带有橡皮塞的电导电极，用另一只移液管于细管移入15ml已知浓度的NaOH溶液，然后将其置于20摄氏度的恒温槽中恒温。 注意：氢氧化钠和乙酸乙酯两种溶液此时不能混合。
乙酸乙酯皂化反应速率系数测定 姓名：宋光 学号：2006011931 班级：化63 同组实验者姓名：茅羽佳 实验日期：2008年9月25日 提交日期：2008年10月9日 指导教师：曾光洪 1.引言 1.1实验目的 1.1.1学习测定化学反应动力学参数的一种物理化学分析方法——电导法。 1.1.2了解二级反应的特点，学习反应动力学参数的求解方法，加深理解反应动力学特征。 1.1.3进一步认识电导测定的应用，熟练掌握电导率仪的使用方法。 1.2实验原理 反应速率与反应物浓度的二次方成正比的反应为二级反应，其速率方程式可以表示为 22dc - =k c dt （1） 将（1）积分可得动力学方程： c t 22c 0dc -=k dt c ?? （2） 20 11-=k t c c （3） 式中：0c 为反应物的初始浓度；c 为t 时刻反应物的浓度；2k 为二级反应的反应速率常数。将1/c 对t 作图应得到一条直线，直线的斜率即为2k 。 对于大多数反应，反应速率与温度的关系可以用阿累尼乌斯经验方程式来表示： a E ln k=lnA-RT （4） 式中：a E 为阿累尼乌斯活化能或反应活化能；A 为指前因子；k 为速率常数。 实验中若测得两个不同温度下的速率常数，就很容易得到 21T a 21T 12k E T -T ln =k R T T ?? ??? （5） 由（5）就可以求出活化能a E 。 乙酸乙酯皂化反应是一个典型的二级反应， 325325CH COOC H +NaOH CH COONa+C H OH → t=0时， 0c 0c 0 0 t=t 时， 0c -x 0c -x x x t=∞时， 0 0 0x c → 0x c →
大学物理创新实验报告 篇一：大学物理创新实验报告 大学物理实验报告总结 一：物理实验对于物理的意义 物理学是研究物质的基本结构，基本的运动形式，相互作用及其转化规律的一门科学。它 的基本理论渗透在基本自然科学的各个领域，应用于生产部门的诸多领域，是自然科学与 工程科学的基础。物理学在本质上是一门实验学科，物理规律的发现和物理理论的建立都 必须以物理实验为基础，物理学中的每一项突破都与实验密切相关。物理概念的确立，物 理规律的发现，物理理论的确立都有赖于物理实验。 二：物理实验对于学生的意义 大学物理实验已经进行了两个学期，在这两个学期，通过二十几个物理实验，我们对物理 学的理解和认识又更上了一步台阶。通过对物理实验的熟悉，可以帮助我们掌握基本的物 理实验思路和实验器材的操作，进一步稳固了对相关的定理的理解，锻炼理性思维的能力。在提高我们学习物理物理兴趣的同时，培养我们的科学思维和创新意识，掌握实验研究的 基本方法，提高基本科学实验能力。它也是我们进入大学接触的第一门实践性教学环节， 是我们进行系统的科学实验方法和技能训练的重要必修课。它还能培养我们“实事求是的 科学态度、良好的实验习惯、严谨踏实的工作作风、主动研究的创新与探索精神、爱护公 物的优良品德”。 三：我眼中的物理实验的缺陷 1：实验目的与性质的单一性 21世纪的学科体系中，多种学科是相互结合，相互影响的，没有一门学科能独立于其他 学科而单独生存，但是在我们的实验过程中，全都是关于物理，这一单科的实验内容，很 少牵涉到其他。有些实验完全是为了实验而实验，根本不追求与其他学科的联系与结合。2：实验的不及时性及实验信息的不对称性 物理是一门以实验为基础的基本学科，在我们所学的物理内容中，更多的是关于公式定理的，这些需要及时的理解和记忆，最简单的方式是通过实验来进行。但是我们所做的实验，都是学过很久以后，甚至是已经学完物理学科后进行的，这就造成我们对物理知识理解的 不及时性，不能达到既定的效果。而且，我们重复科学实验伟人的实验很大程度上是得知结论后凭借少量的实验数据轻易得出相似的结论，与前人广袤的数据量不可同日而语，这就造成实验信息的不对称性， 不利于从本质上提高我们的实验能力。
青 岛 大 学 实 验 报 告 年 月 日 姓 名 系年级 组 别 同组者 科 目 有机化学 题 目 乙酸乙酯的制备 仪器编号 一.实验目的 1.掌握酯化反应原理以及由乙酸和乙醇制备乙酸乙酯的方法。 2.学会回流反应装置的搭制方法。 3.复习蒸馏、分液漏斗的使用、液体的洗涤与干燥等基本操作。 二.实验原理 本实验用冰醋酸和乙醇为原料，采用乙醇过量、利用浓硫酸的吸水作用使反 应顺利进行。除生成乙酸乙酯的主反应外，还有生成乙醚的副反应。 主反应： 浓H 2S O 4 CH 3 COOH + CH 3CH 2OH CH 3COOCH 2CH 3 H 2O + 副反应： CH 3CH 2 OH H 2 O 浓H 2S O 4170 o C C H 2 C H 2+ H 2O (CH 3CH 2)2 O 2(CH 3CH 2)2 O + 浓H 2S O 4 140 o C 乙酸乙酯的立体结构 三．仪器与试剂 仪器：100ml 、50ml 圆底烧瓶，冷凝管，温度计，分液漏斗，电热套，维氏分馏 柱，接引管，铁架台，胶管等。 试剂： 试剂名称 用量 规格 试剂名称 用量 规格 冰醋酸 20ml CP NaCl 4g CP 95％乙醇 25ml CaCl 2 15g 98％浓硫酸 10ml NaCO 3 10g 无水MgSO 4 5g
四.实验装置图 2 345 67 891 10 2 3456789 反应装置 蒸馏装置 五．实验步骤流程图 浓H 2SO 4 蒸馏 饱和Na 2CO 3洗涤 饱和NaCl 洗涤 饱和CaCl 2洗涤 无水硫酸镁干燥 蒸馏（水浴） CH 3COOH+C 2H 5OH CH 3COOC 2H 5,CH 3COOH,C 2H 5OH,H 2SO 4,H 2O,(CH 3CH 2)2O 馏出物CH 3COOC 2H 5, C 2H 5OH,H 2O,(CH 3CH 2)2O,CH 3COO H 残馏液CH 3COOH, H 2SO 4,H 2O,(CH 3CH 2)2O 有机层（上层）CH 3COOC 2H, C 2H 5OH,(CH 3CH 2)2O,Na 2CO 3 水层（下层）CH3COONa,C 2H 5OH,H 2O 有机层（上层）C 2H 5OH, CH 3COOC 2H 5, (CH 3CH 2)2O 水层（下层） C 2H 5OH,Na 2CO 3，H 2O,NaCl 有机层（上层） CH 3COOC 2H 5,C 2H 5OH,H 2O(微量) 水层（下层） C 2H 5OH,H 2O,CaCl 2 CH 3COOC 2H 5，C 2H 5OH CH 3COOC 2H 5（73~78℃）
复摆实验报告 一、实验数据 复摆质量m=396.71 g 复摆重心位置H G=0.00 cm 铜刀口质量m′=6.30 g 表1 数据记录、计算与列表 h/cm 20T/s T/s h2/m2 T2|h|/(s2m) 28.16 25.0594 1.25297 0.07929856 0.442093364 27.16 24.8624 1.24312 0.07376656 0.419716336 26.12 24.6864 1.23432 0.06822544 0.397950179 25.16 24.5101 1.225505 0.06330256 0.377868606 24.12 24.3415 1.217075 0.05817744 0.357282699 23.12 24.1924 1.20962 0.05345344 0.338287342 22.14 24.0407 1.202035 0.04901796 0.319898234 21.16 23.9264 1.19632 0.04477456 0.302838014 20.14 23.8218 1.19109 0.04056196 0.285725251 19.14 23.7382 1.18691 0.03663396 0.269635774 18.16 23.7012 1.18506 0.03297856 0.255033084 17.14 23.6818 1.18409 0.02937796 0.240314649 16.16 23.72 1.186 0.02611456 0.227305914 15.18 23.7819 1.189095 0.02304324 0.214637142 14.16 23.9204 1.19602 0.02005056 0.20255368 13.16 24.1304 1.20652 0.01731856 0.191568871 12.16 24.4062 1.22031 0.01478656 0.18108143 11.14 24.7928 1.23964 0.01240996 0.171189197 10.14 25.319 1.26595 0.01028196 0.162506621 8.16 26.8804 1.34402 0.00665856 0.147401404 6.16 29.6492 1.48246 0.00379456 0.135377559 4.12 34.6873 1.734365 0.00169744 0.123930504 2.18 46.7125 2.335625 0.00047524 0.118922142 1.12 61.3588 3.06794 0.00012544 0.105417265 -28.28 25.0597 1.252985 0.07997584 0.443987915 -27.28 24.8769 1.243845 0.07441984 0.422062625 -26.26 24.6732 1.23366 0.06895876 0.399655403 -25.28 24.4948 1.22474 0.06390784 0.379196983
北京大学物理实验报告：弗兰克-赫兹实验(docx版)
弗兰克-赫兹实验 【实验目的】 (1) 了解弗兰克-赫兹实验用伏-安证明原子存在能级的原理和方法 (2) 学习用伏-安法测量非线性器件 (3) 学习微电流的测量 【仪器用具】 仪器名参数 F-H-II 弗兰克赫兹实验仪?F-H-II 弗兰克赫兹实验仪微电流放大器10?7档F-H-II 弗兰克赫兹实验仪电源组V F 0~5V2.5级 V G1K 0~5V 2.5级 V G2P0~15V2.5级Victor VC9806+数字万用表200 mV档±(0.5%+4) 【实验原理】 (1)原子的受激辐射 玻尔的氢原理理论指出，原子只能较长久地停留在一些稳定状态（称为定态）。这些定态的能量（称为能级）是不连续分布的，其中能级最低的状态称为基态。原子在两个定态之间发生跃迁时，要吸收或发射一定的能量，该能量等于两个定态之间的能量差 ΔE mn=E m?E n 原子在能级之间的跃迁可以通过有一定能量的电子与原子碰撞交换能量来实现。初速度为零的电子经过电势差U0加速获得能量eU0，当这些电子与稀薄气体（例如汞）发生碰撞，就会发生能量交换。当电子能量满足 eU0=ΔE mn 便会使得原子从E n被激发到E m，电子能量被吸收。 (2)弗兰克-赫兹实验 图 1 弗兰克-赫兹装置示意图
图1是弗兰克-赫兹实验装置示意图。图中左侧为弗兰克-赫兹管（F-H管），它是一种密封的玻璃管，其中充有稀薄的原子量较大的汞或惰性气体原子。在这里灯丝用来对阴极K加热，使其发射热电子。灯丝电压U F越高，阴极K发射的电子流也就越大。第一栅极G1的主要作用是消除空间电荷对阴极电子发射的影响。第二栅极G2的作用是在G2和K之间形成对电子加速的静电场。发射的电子穿过栅极G2达到极板P，形成板流I P。板流I P的大小由微电流测试仪进行测量。在板极P和G2之间加有一反向电压，它对电子减速，使经过碰撞后动能非常低的电子折回。 由热阴极发射的电子初速度为零，受加速电场V G2K作用，V G2K较低时，电子能量小于原子的激发能，电子与汞原子只能发生弹性碰撞。当V G2K增大到原子的第一激发电位时，电子与原子间就产生非弹性碰撞，汞原子吸收电子的能量，由基态被激发到第一激发态。电子损失能量后不能穿越拒斥场，引起板流I P聚减，于是I P?V G2K特性曲线上出现第一个峰值。V G2K继续增大，电子经第一次非弹性碰撞后的剩余能量足以使其与汞原子产生第二次非弹性碰撞，汞原子再次从电子中取得能量，能量交换的结果使I P再次下降。 峰间距正是第一激发态和基态的能极差，在本次实验中，通过测量各个峰值并对其进行线性拟合可以更准确地测得能极差。 (3)实验装置 图 2 四栅式F-H管 实验仪器如图2所示，仪器分为三部分。 加热炉和控温仪：中有FH管，保持FH处于预定温度中 电源组：包括三组独立的稳压电源，分别提供V F灯丝加热电源，V G1K控制电子束强度的加速电压，V G2P减速用的反向电压 微电流放大器：将板流I P并输出U out，本次试验中用U out代替I P 【实验原理】 1预热汞管至180度 2如图2所示搭建实验装置 3根据参考数据调节V F V G1K V G2P，在允许范围内使得峰谷比较大 4调节V G2K，粗测U out?V G2K，了解峰出现的范围
实验一乙酸乙酯皂化反应 简答题 1.在乙酸乙酯皂化反应中，为什么所配NaOH和乙酸乙酯必须是稀溶液？ 2.为何乙酸乙酯皂化反应实验要在恒温条件下进行，且氢氧化钠和乙酸乙酯溶液在混合前 还要预先恒温？ 3.电导xx常数如何校正？ 4.为什么乙酸乙酯皂化反应可用电导结果测其不同时刻的浓度变化？测定时对反应液 的浓度有什么要求？为什么？ 5.在乙酸乙酯皂化反应中，若反应起始时间计时不准，对反应速度常数K有何影响？为什么？ 6.乙酸乙脂皂化反应中，反应起始时间必须是绝对时间吗？为什么？ 7.对乙酸乙酯皂化反应，当a=b时，有x=K(G 0-G t )，c=K(G 0-G ∞)。若[NaOH]≠[酯]时应怎样计算x和c值？ 8.某人使用电导率仪时，为快而保险起见老在最大量程处测定，这样做行吗？为什么？测量 水的电导率时，能否选用仪器上ms.cm-1量程来测量，为什么？
9.电导率测量中，由于恒温槽性能不佳，温度逐渐升高，由此导致不同浓度时的K c 值将发生什么变化？ 10.在乙酸乙酯造化反应实验过程中，我们先校正电极常数，后测定水以及溶液的电导率，请叙述原因、操作过程以及目的？ 11.在乙酸乙酯皀化实验中为什么由 0.0100mol·dm-3的NaOH溶液测得的电导率可以认为是κ 0？ 12．在乙酸乙酯皀化实验中为什么由 0.0100mol·dm-3的CH 3COONa溶液测得的电导率可以认为是κ ∞？ 13．在乙酸乙酯皀化实验中如果NaOH和乙酸乙酯溶液为浓溶液时，能否用此法求k值，为什么？ 14.乙酸乙酯皂化反应实验中，乙酸乙酯溶液应在使用前现配，目的是什么？ 15.乙酸乙酯皂化反应实验中，反应体系的电导率随温度变化情况如何？ 16．在乙酸乙酯皀化实验中铂电极的电极常数是如何确定的？ 17、在乙酸乙酯皀化实验中电导率仪面板上温度补偿旋钮有何用途？怎样使用？ 18.乙酸乙酯皂化反应是通过利用测定反应体系在不同时刻的电导或者电导率来跟踪产物和反应物浓度的变化，试问，溶液的电导或者电导率和反应物或者产物的浓度之间是什么样的关系？