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乙酸乙酯皂化反应实验之反应原理及步骤
2017-11-14 09:42:43来源:元素商城

化学词典告诉你乙酸乙酯皂化反应实验的反应原理以及反应所需要的步骤。乙酸乙酯是无色透明液体,低毒性,有甜味,能溶解某些金属盐类(如氯化锂、氯化钴、氯化锌、氯化铁等)反应。那它的皂化反应是怎样的呢?如何实现?

 乙酸乙酯皂化反应实验之反应原理及步骤.jpeg

乙酸乙酯皂化反应原理

乙酸乙酯的皂化反应是一个典型的二级反应:

CH3COOC2H5+OH -−−→CH3COO -+C2H5OH

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 )(8-1)dt

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

dx =k (a -x ) 2(8-2)dt

1x 积分上式得:k=(8-3)ta (a -x )

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对t图,如果所的是直线,也可证明反应是二级(a -x )反应,并可从直线的斜率求出k值。

(1) 溶液中OH -离子的电导率比离子(即CH 3COO -)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

κ0=A 1a

κ∞=A 2a

κt =A 1(a -x )+A 2x

式中:A 1,A 2是与温度、溶剂、电解质NaOH 和NaAc 的性质有关的比例常数;κ0,κ∞分别为反应开始和终了是溶液的总电导率;κt 为时间t 时溶液的总电导率。由此三式可以得到:

x =(κ0-κt )a(8-4)κ0-κ∞

若乙酸乙酯与NaOH 的起始浓度相等,将(8-4)式代入(8-3)式得:

k =

由上式变换为:1κ0-κt(8-5)taκt -κ∞

κt =

作κt~κ0-κt kat +κ∞(8-6)κ0-κt

t 图,由直线的斜率可求k值,即

m =11,k = ka ma

由(8-3)式可知,本反应的半衰期为:

t 1/2=1(8-7)ka

可见,两反应物起始浓度相同的二级反应,其半衰期t 1/2与起始浓度成反比,由(8-7)

式可知,此处t 1/2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E a 。

ln k2Ea11= -(8-8) k 1RT 1T 2⎭

乙酸乙酯皂化反应操作步骤

1.准确配制0.02mol⋅L-1的NaOH 溶液和CH 3COOC 2H5溶液。调节恒温槽温度至25℃,调试好电导仪。将电导池(如图8-1)及0.02mol⋅L -1的NaOH 溶液和CH3COOC 2H5溶液浸入恒温槽中恒温待用。

2.分别取适量0.01mol⋅L -1的NaOH溶液和CH3COONa 溶液注入干燥的比色管中,插入电极,溶液面必须浸没铂黑电极,置于恒温槽中恒温15分钟,待其恒温后测其电导,分别为G0和G∞值,记下数据。

3.取20mL 0.02mol⋅L-1的CH3COOC2H 5溶液和20mL0.02mol⋅L-1的NaOH溶液,分别注入双叉管的两个叉管中(注意勿使二溶液混合),插入电极并置于恒温槽中恒温10分钟。然后摇动双叉管,使两种溶液均匀混合并导入装有电极一侧的叉管之中,同时开动停表,作为反应的起始时间。从计时开始,在第5、10、15、20、25、30、40、50、60分钟各测一次电导值。

4.在30℃下按上述三步骤进行实验。

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