1、實驗十 乙酸乙酯皂化反應速率常數的測定 1.實驗目的及要求 1）了解測定化學反應速率常數的一種物理方法電導法。 2）了解二級反應的特點，學會用圖解法求二級反應的速率常數。 3）掌握DDS-11AT型數字電導率儀和控溫儀使用方法。 2.實驗原理 1）對于二級反應：A+B產物，如果A，B兩物質起始濃度相同，均為a，則反應速率的表示式為 （1）式中x為時間t反應物消耗掉的摩爾數，上式定積分得： （2）以 作圖若所得為直線，證明是二級反應。并可以從直線的斜率求出k。 所以在反應進行過程中，只要能夠測出反應物或產物的濃度，即可求得該反應的速率常數。 如果知道不同溫度下的速率常數k(T1)和k(T2)，按

2、Arrhenius公式計算出該反應的活化能E （3）2.乙酸乙酯皂化反應是二級反應，其反應式為：OH-電導率大，CH3COO-電導率小。因此，在反應進行過程中，電導率大的OH-逐漸為電導率小的CH3COO-所取代，溶液電導率有顯著降低。對稀溶液而言，強電解質的電導率與其濃度成正比，而且溶液的總電導率就等于組成該溶液的電解質電導率之和。如果乙酸乙酯皂化在稀溶液下反應就存在如下關系式： （4） （5） （6） A1，A2是與溫度、電解質性質，溶劑等因素有關的比例常數，0，分別為反應開始和終了時溶液的總電導率。t為時間t時溶液的總電導率。由(9.4)，(9.5)，(9.6)三式可得： 代入(2)式得

3、： （7）重新排列即得：因此，以作圖為一直線即為二級反應，由直線的斜率即可求出k，由兩個不同溫度下測得的速率常數點k (T1)，k(T2)，求出該反應的活化能。 3.儀器與藥品DDS-llA(T)型電導率儀(附DIS一型鉑黑電極)1臺，停表1只，恒溫水槽1套，叉形電導池2只，移液管(25mL，胖肚)1根，燒杯(50mL)1只，容量瓶(100mL)1個，稱量瓶(25mm×23mm)1只。乙酸乙酯(分析純)。氫氧化鈉(O.0200molL)。 4.實驗步驟 1）恒溫槽調節及溶液的配制 調節恒溫槽溫度為298.2K。 配制0.0200molL的CH3COOC2H5溶液100mL。分別取10

4、mL蒸餾水和10mL0.0200molL NaOH的溶液，加到潔凈、干燥的叉形管電導池中充分混合均勻，置于恒溫槽中恒溫5min。 2）0的測定 用DDS一11(T)型數字電導率儀測定上述已恒溫的NaOH溶液的電導率0。 3）t的測定 在另一支叉形電導池直支管中加10mL 0.0200molL CH3COOC2H5，側支管中加入10mL 0.0200 molL NaOH，并把洗凈的電導電極插入直支管中。在恒溫情況下，混合兩溶液，同時開啟停表，記錄反應時間(注意停表一經打開切勿按停，直至全部實驗結束)，并在恒溫槽中將叉形電導池中溶液混合均勻。 當反應進行6min時測電導率一次，并在9min、12

5、min、15 min、20min、25min、30min、35 min,40min、50min、60min時各測電導率一次，記錄電導率t及時間t。 4）調節恒溫槽溫度為308.2K，重復上述步驟測定其0和t，但在測定t時是按反應進行4min、6min、8min、10min、12min、15min、18min、21min、24min、27min、30min時測其電導率。 5.實驗注意事項 1）本實驗所用的蒸餾水需事先煮沸，待冷卻后使用，以免溶有的C02致使NaOH溶液濃度發生變化。 2）配好的NaOH溶液需裝配堿石灰吸收管，以防空氣中的C02進入瓶中改變溶液濃度。 3）測定298.2K、308.

6、2K的0時，溶液均需臨時配制。 4）所用NaOH溶液和CH3COOC2H5溶液濃度必須相等。 5）CH3COOC2H5溶液須使用時臨時配制，因該稀溶液會緩慢水解影響CH3COOC2H5的濃度，且水解產物(CH3COOH)又會部分消耗NaOH。在配制溶液時，因CH3COOC2H5易揮發，稱量時可預先在稱量瓶中放入少量已煮沸過的蒸餾水，且動作要迅速。 6）為使NaOH溶液與CH3COOC2H5溶液確保混合均勻，需使該兩溶液在叉形管中多次來回往復。 7）不可用紙拭擦電導電極上的鉑黑。 6.數據處理1）將 列表。2）用圖解法繪制 圖。3）由直線斜率計算反應速率常數是。 4）由298.2K，308.2K

7、所求得的k(298.2K)、k(308.2K)按Arrhenius公式計算該反應的活化能E。 7.思考題 1）如果NaOH和CH3COOC2H5起始濃度不相等，試問應怎樣計算k值? 2）如果NaOH與CH3COOC2H5溶液為濃溶液，能否用此法求k值?為什么? 8.討論 1）乙酸乙酯皂化反應系吸熱反應，混合后體系溫度降低，所以在混合后的起始幾分鐘內所測溶液的電導率偏低，因此最好在反應4min6min后開始，否則，由作圖得到的是一拋物線，而不是直線。 2）求反應速率的方法很多，歸納起來有化學分析法及物理化學分析法兩類。化學分析法是在一定時間取出一部分試樣，使用驟冷或取去催化劑等方法使反應停止，然后進行分析，直接求出濃度。這種方法雖設備簡單，但是時間長，比較麻煩。物理化學分析法有