乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定 一、实验目的 1、测定皂化反应中电导的变化，计算反应速率常数和活化能。 2、了解二级反应的特点，学会用图解法求二级反应的速率常数。 3、熟悉电导率仪的使用。 二、实验原理 乙酸乙酯的皂化反应为二级反应： CH3COOC2H5 + NaOH = CH3COONa + C2H5OH 在这个实验中，将CH3COOC2H5和NaOH采用相同的浓度，设C0为起始浓度，同时设反应时间为t时，反应所生成的CH3COONa和C2H5OH的浓度为x，那么CH3COOC2H5和NaOH的浓度为（C0－x），即 CH3COOC2H5 + NaOH = CH3COONa + C2H5OH t=0 C0 C0 0 0 t=t C0-x C0-x x x t→∞ 0 0 C0 C0 其反应速率的表达式为： d(c0?x)dx??k(c?x)(c?x) （1） ?dtdtk—反应速率常数，将上式积分，可得 x11?kt （2） ??kt 或 c0(c0?x)c0?xc0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是全部电离的，因此对体系电导值有影响的有Na+、OH-和CH3COO-，而Na+在反应的过程中浓度保持不变，因此其电导值不发生改变，可以不考虑，而OH-的减少量和CH3COO-的增加量又恰好相等，又因为OH-的导电能力要大于CH3COO-的导电能力，所以系统的电导值随着反应的进行是减少的，并且减少的量与CH3COO-的浓度的增加量成正比，设G0—反应开始时体系的电导值，G∞—反应完全结束时体系的电导值，Gt—反应时间为t时体系的电导值，则有 t = t时， x =k'（G0 - Gt） t → ∞时， c0= k'（G0 - G∞） k'为比例系数。 代入动力学方程式得 k'(G0?Gt)G0?Gtckt?'?k[(G0?G?)?(G0?Gt)]Gt?G? 即 Gt?G0? 1G0?Gtkct （3） 以Gt对（G0 - Gt）/t作图，得一直线，其斜率为1/kC0，由此求得k值。 实验中若测得两个温度下的速率常数，有公式 k a 1 1 （4） 2 E lnk1?RT1(?T2)可求得反应的活化能。 三、实验仪器和试剂 恒温水浴一套，电导率仪一台，秒表一只，羊角型电导池一支，移液管一支，试管一只，移液管（10mL）二只，移液管（2mL带刻度）一只，容量瓶（50mL）一只，容量瓶（1000mL）一只，0.02mol.L-1 NaOH溶液，乙酸乙酯（A.R）分子量88.11，密度0.9002L/ml）。 图1 双管电导池 四、实验步骤 1、乙酸乙酯的配制： 取50mL蒸馏水加入100mL容量瓶中，加入乙酸乙酯0.2mL，加水至刻度、摇匀。其浓度为0.02 mol.L-1。 2、调节恒温水浴的温度： 打开恒温槽电源，将“测温/设定”按钮按至“设定”位置，观察设定温度是否为30℃（如果不是30℃，调节“温度设置”旋钮，调节温度为30.00℃），然后将“测温/设定”按钮按至“测温”位置即可。
注意事项：注意观察水浴中的温度计读数，记录反应温度，减小反应温度的误差。 3、G0的测定
用移液管量取NaOH和蒸馏水各25mL加入100mL锥形瓶中，混合均匀后置于恒温槽中。恒温10min后测电导率G0。 测定方法：
打开数显电导率仪，将电极插入电导池中进行测量即可。此时电导率仪显示数字就是G0的值。
注意事项：电导率仪的电极须用蒸馏水冲洗擦干后方可使用；不可用力擦拭，防止电极上的铂黑脱落。 4、Gt的测定
将25mLNaOH和25mL乙酸乙酯分别加入电导池中（两种溶液不可混合）。恒温10min后将两种溶液混合，同时用秒表记录反应时间。并在两管中混合3~5次。把电极插入立管中，并在5、10、15、20、25、30min分别读取电导率Gt。 5、调节恒温水浴温度为40℃，按照步骤4的操作测定G0、Gt。
6、实验结束后，关闭恒温水浴与电导率仪的电源；洗净电导池；用蒸馏水淋洗电导电极，并用蒸馏水浸泡好。
五、数据处理
1、将t、Gt、G0－Gt及（G0－Gt）/t等数据列于下表： 实验温度： 气压： G0: t/min 5 10 15 20
Gt/(ms?cm-1) 1.793 1.700 1.612 1.506
(G0-Gt)/(ms?cm-1) 0.141 0.234 0.322 0.428
[G0-Gt/t]/(ms?cm?
min-1) 0.0705 0.0585 0.0537 0.0476
-1
25 30
1.425 1.361
0.509 0.573
0.0424 0.0382
2、以Gt对（G0－Gt）/t作图，由所得直线斜率，求出反应速率常数k。 3、求出反应的活化能。
随手盖上瓶塞殊为重要。
4、乙酸乙酯溶液要重新配制，因放置过久，能自行缓慢水解而影响结果。
七、思考题
1、若需测定G∞值，可如何进行？
答：干燥大试管中加入约5毫升0.01 mol·dm-3 乙酸钠，恒温后（约10分钟）读数。
2、如何从实验结果来验证乙酸乙酯皂化反应为二级反应？
不同温度下乙酸乙酯皂化反应速率常数文献值 t℃ 15 16 17 18 19 20 21 22 23 k(L·mol-1·min) －1t℃ 24 25 26 27 28 29 30 31 32 k (L·mol-1·min) －1t℃ 33 34 35 36 37 38 39 40 41 k (L·mol-1·min－1) 3.3521 3.5828 3.8280 4.0887 4.3657 4.6599 4.9723 5.3039 5.6559 6.0293 6.4254 6.8454 7.2906 7.7624 8.2622 8.7916 9.3522 9.9457 10.5737 11.2382 11.9411 12.6843 13.4702 14.3007 15.1783 16.1055 17.0847