乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定 一、实验目的 二、实验原理 三、药品仪器 四、实验步骤 五、实验记录 六、数据处理 七、结果分析与讨论 八、注意事项 九、思考题

实验目的 1.掌握测定乙酸乙酯皂化反应速率常数及反应活化能的物理方法----电导法； 2.了解二级反应的特点，学会用作图法求二级反应的速率常数及其活化能； 3.熟悉电导测量方法和电导率仪的使用。

实验原理 该反应的速率方程为： 积分得： -------------（1） 乙酸乙酯皂化反应是个典型的二级反应。设反应物起始浓度均为C0，经时间t后产物的浓度为x。 t=0 C0 C0 0 0 t=t C0-x C0 -x x x t=∞ 0 0 C0 C0 该反应的速率方程为： 积分得： -------------（1）

本实验采用电导法测量皂化反应中电导L随时间t的变化。设L0、Lt、L∞分别代表时间为0、t、∞时溶液的电导。在稀溶液下，乙酸乙醋皂化反应，在不同反应时刻，其电导率与浓度的满足以下关系： -----------（2） 式中：α、β----与温度、溶剂、电解质NaOH及NaAc的性质有 关的比例常数； L0、L∞----反应开始和终了时溶液的总电导率； Lt----时间t时溶液的总电导率。

采用电导率法的依据： （1）溶液中参与导电的离子只有OH-、Na+和CH3COO-，随着反应进行，Na+浓度保持不变，OH-则不断减少，而CH3COO-不断增多，由于OH-的摩尔电导比离子的摩尔电导大得多，因此，随着反应的进行，溶液电导不断减少。 （2）在很稀溶液中，每种强电解质的电导率L与浓度成正比，而且溶液的总电导率等于溶液中各电解质电导率之和。

由（2）式得： ---------（3） 将（3）式代入（1）得： 　　作　　　　　　直线关系图，从斜率求出反应速率常数Ｋ。

根据阿仑尼乌斯（Ａrrhenius)公式，反应活化能Ｅa可由下式求出： 式中：Ｋ1、Ｋ2分别为温度Ｔ1、Ｔ2时反应的速率常数。

药品仪器 1. 电导率仪； 2. 恒温槽一套； 3. 反应管； 4. 移液管、大试管、容量瓶等； 5. 乙酸乙醋(AR) (0.02mol/L) 氢氧化钠(AR)(0.02mol/L)； 6. 等等。

恒温槽一套（实物图片） 电动搅拌器 接触温度计 玻璃温度计 加热器 控温仪

反应管（实物图片） 混合前恒温 混合过程 混合后测定

实验步骤 开启恒温槽调节温度 恒温 测定初始电导率L0 量取被测溶液于试管反应管 洗涤试管反应器并烘干 反应过程的电导率测定 配制乙酸乙醋溶液

恒温槽装置 连接好恒温槽装置，打开电动搅拌器、控温仪的开关，调节接触温度计的温度(以玻璃温度计为准，30℃或35℃)，加热至恒温。 注意：加热器的插头，应插在控温仪的插孔上，不得直接插到其它电源插座上。

乙酸乙酯溶液的配制 乙酸乙醋溶液的浓度应与氢氧化钠溶液的浓度相同（均为0.02mol/L）； 配制100ml 0.02mol/L的乙酸乙醋，需乙酸乙醋m=0.17622g（m/M=0.1*0.02，M为乙酸乙醋的分子量88.11g/mol）； 即：乙酸乙醋的体积为V=m/ρ； 乙酸乙醋密度与温度关系： 式中：密度ρ的单位为g/ml; 温度t的单位为℃。

用移液管量取20ml0.02mol/LNaOH溶液和20ml蒸馏水放于100ml烧杯中，混均后倒入大试管中（盖上橡皮塞）。 在反应管的小管中加入20ml0.02mol/L乙酸乙醋溶液，大管中加入20ml0.02mol/L NaOH溶液（均盖上橡皮塞）。 把它们同时放入恒温槽中，恒温15分钟。

溶液在恒温槽中恒温15min后，即可以进行测定。

电导率仪的量程设置在10ms档； 对温度进行补偿（根据室温）； 对仪器进行校正，把“校正测量”转换开关置于“校正”处，调节常数校正旋钮至示值为电导电极常数； 把“校正测量”转换开关置于“测量”处，即可开始测量。

初始电导率Ｌ0的测定 用蒸馏水冲洗电导电极，用滤纸吸干电极上的水，把电极插入大试管中(恒温15 min后)，测得的电导率即为初始电导率Ｌ0 。

电导率Ｌt的测定： 用蒸馏水冲洗电导电极，用滤纸吸干电极上的水，电极挂在架上待用。 待反应管溶液恒温15分钟后，混合，开始计时。

按照上述方法，测定30℃或35℃时的L0及Lt的数值。

实验数据记录 实验日期： ； 时间(min) 电导率Lt (1)第一次恒温温度： ℃；L0= ms/cm 时间(min) 电导率Lt 实验日期： ； (1)第一次恒温温度： ℃；L0= ms/cm (2)第二次恒温温度： ℃；L0= ms/cm 时间(min) 电导率Lt 时间(min) 电导率Lt

数据处理 1.计算 ； 2.作 关系图； 3.计算直线斜率k，反应速率常数K； 4.求出皂化反应的Ｅa； 5.文献值。

计算(L0-Lt)/t的结果： Lt (L0-Lt)/t Lt (L0-Lt)/t t(min) (1)第一次恒温温度： ℃；L0= ms/cm t(min) Lt (L0-Lt)/t (2)第二次恒温温度： ℃；L0= ms/cm t(min) Lt (L0-Lt)/t

的关系图 第一次恒温温度 30 ℃ Lt (ms/cm) B Lt2 A Lt1 (L0-Lt)/t1 (L0-Lt)/t2 (L0-Lt)/t 的关系图

的关系图 第二次恒温温度 35 ℃ Lt (ms/cm) B Lt2 A Lt1 (L0-Lt)/t1 (L0-Lt)/t2 (L0-Lt)/t 的关系图

直线斜率k1、k2用下式计算： 反应速率常数Ｋ1、Ｋ2用下式计算：

皂化反应活化能Ea用阿仑尼乌斯（Ａrrhenius)公式计算：

文献值： 在25 ℃下，氢氧化钠浓度，乙酸乙酯浓度均为0.02mol/L，其反应速率常数: K=6.4（molㆍL-1）-1ㆍmin-1 其中反应速率常数与温度的关系式为：

乙酸乙酯皂化反应的活化能: Ea=27.3KJ/mol

实验结果与讨论 ⑴结果：实测值为Ｅa= ⑵计算实验偏差： ⑶分析产生偏差的原因： ⑷有何建议与想法？

注意事项： 1.电导率仪要进行温度补偿及常数校正； 2.反应液在恒温时都要用橡胶塞子盖好； 3.混合过程既要快速，又要小心谨慎，不要把溶液挤出反应管； 4.严格控制恒温的温度，因为反应过程温度对反应速率常数影响很大； 5.严格配制溶液的浓度，保证氢氧化钠与乙酸乙酯的浓度相等，否则反应速率常数计算公式将发生变化。

思考题 1.为什么本实验要在恒温下进行？而且氢氧化钠与乙酸乙酯溶液混合前要预先恒温？ 2.各溶液在恒温和操作过程中为什么要盖好？ 3.如何从实验结果验证乙酸乙酯皂化反应为二级反应？ 4.如果氢氧化钠和乙酸乙酯起始浓度不相等，则应怎样计算Ｋ值？ 5.被测溶液的电导是哪些离子的贡献？反应过程中溶液的电导为何发生变化？

重点难点 重点：电导法测量的原理；阿仑尼乌斯方程应用；电导率仪使用方法。 难点：电导仪工作原理。