乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定

乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定西南大学化学实验教学中心1一、实验目的二、实验原理四、实验步骤五、数据记录和处理六、问题讨论七、实验注意事项三、实验装置、仪器和药品2一、实验目的1、用电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数，了解活化能的测定方法；2、进一步理解二级反应的特点；

3、掌握电导率仪的使用方法。

3二、实验原理乙酸乙酯皂化反应是一个典型的二级反应：

设反应物乙酸乙酯与碱的初始浓度相同，如均为c，则反应速率方程为：

(1)2)(xckdtdx-=4反应速率（rateofreaction）通常的反应速率都是指定容反应速率，它的定义为：5对任何反应：6速率方程

(rateequationofchemicalreaction)

速率方程又称动力学方程。它表明了反应速率与浓度等参数之间的关系或浓度等参数与时间的关系。速率方程可表示为微分式或积分式。78基元反应基元反应简称元反应，如果一个化学反应，反应物分子在碰撞中相互作用直接转化为生成物分子，这种反应称为元反应。例如：9质量作用定律（lawofmassaction）对于基元反应，反应速率与反应物浓度的幂乘积成正比。幂指数就是基元反应方程中各反应物的系数。这就是质量作用定律，它只适用于基元反应。例如：基元反应反应速率r

10总包反应我们通常所写的化学方程式只代表反应的化学计量式，而并不代表反应的真正历程。如果一个化学计量式代表了若干个基元反应的总结果，那这种反应称为总包反应或总反应。例如，下列反应为总包反应：11反应级数（orderofreaction）

速率方程中各反应物浓度项上的指数称为该反应物的级数；

所有浓度项指数的代数和称为该反应的总级数，通常用n表示。n的大小表明浓度对反应速率影响的大小。12

反应级数可以是正数、负数、整数、分数或零，有的反应无法用简单的数字来表示级数。

反应级数是由实验测定的。13例如：反应级数（orderofreaction）14

一级反应的微分速率方程或反应：15一级反应的积分速率方程不定积分式或16定积分式或一级反应的积分速率方程17一级反应的特点1.

速率系数k

的单位为时间的负一次方，时间

t可以是秒(s)，分(min)，小时(h)，天(d)和年(a)等。

2.

半衰期(half-lifetime)

是一个与反应物起始浓度无关的常数，。3.

与t呈线性关系。18二级反应的微分速率方程19二级反应的积分速率方程不定积分式：定积分式：（1）20c—反应物的初始浓度；

x—反应t时刻反应物的浓度；

求某温度下的反应速率常数k，需知该反应过程不同t时刻反应物的浓度x，本实验采用电导法测定x

。(2)

)(xcxctk-=对（1）积分得：21反应的速率系数（ratecoefficientofreaction）

速率方程中的比例系数k

称为反应的速率系数，以前称为速率常数，现改为速率系数更确切。22

k的物理意义是当反应物的浓度均为单位浓度时k

等于反应速率，因此它的数值与反应物的浓度无关。在催化剂等其它条件确定时，k

的数值仅是温度的函数。

k的单位随着反应级数的不同而不同。23电导（electricconductance）电导与导体的截面积成正比，与导体的长度成反比：电导是电阻的倒数，单位为Ω－１或Ｓ．24电导率（electrolyticconductivity）因为比例系数称为电导率。电导率相当于单位长度、单位截面积导体的电导，单位是 或。电导率也就是电阻率的倒数：25摩尔电导率（molarconductivity）在相距为单位距离的两个平行电导电极之间，放置含有1mol电解质的溶液，这时溶液所具有的电导称为摩尔电导率Λm

，单位为 是含有1mol电解质的溶液的体积,单位为 是电解质溶液的浓度，单位为。def

kkVc=Λm26

本实验体系中，OH－和CH3COO－的浓度变化对电导率的影响较大，由于OH－的迁移速率是CH3COO－的5倍，所以溶液的电导率随着OH－的消耗而逐渐降低。根据溶液的电导率与电解质的浓度成正比关系，在一定的浓度范围内，可以认为体系电导率的减小量与CH3COONa的浓度x的增加量成正比。即：

27t=t：

x=β（Ｇ0－Ｇt）（3）

t=∞：c=β（Ｇ0－Ｇ∞）（4）β—为两电解质的电导与浓度关系的比例常数；Ｇ0—为溶液初始时的电导率；Ｇt—反应t时刻溶液的电导率；Ｇ∞—CH3COONa反应终了时的电导率.28(5)

1--=GGtGtＧ0

t.

ck¥将式（3）、（4）代入式（2），化简得：29亦可将式（5）变为：

=ckt

（6）-G-GtGtＧ0¥以(Ｇ0-Ｇt)/(Gt-G∞)对t作图，由斜率可以求出反应速率常数k.30(7)

若由实验求得两个不同温度下得速率常数k，则可利用公式：计算出反应的活化能E。

31三、实验装置、仪器和药品

32恒温槽1套锥形瓶2只移液管25mL各四支秒表1只电导仪1台乙酸乙酯A.RNaOH溶液0.01mol/Ｌ，0.02mol/L乙酸钠0.01mol/L33四、实验步骤1、调节恒温槽至25℃；

2、移取0.10mol/LNaOH溶液适量到锥形瓶中，将锥形瓶置于恒温槽中恒温10min，用电导率仪测量溶液的初始电导率为G0，记下数据；34

3.移取0.10mol/LCH3COONa溶液适量到A管中，置于恒温槽中恒温10min，用电导率仪测量溶液的电导率为Ｇ∞

，记下数据；353、10mL的0.02mol/L浓度的NaOH溶液放入A管，10mL0.02mol/L的CH3COOC2H5放入B管，盖上橡皮塞，恒温10min。4.用洗耳球将B管的CH3COOC2H5溶液轻轻压入A中，压入一半时开始记录反应时间。然后反复压几次，使溶液混合均匀，并立即开始测电导率。364、从2min开始计时，依次在每两分钟读一次数据，测定溶液的电导率，45min-1h后完成测定。5、在35℃下，按上述步骤再次进行实验。37五、数据记录和处理实验温度：______气压______t

GtG0-GtGt-G∞(G0-Gt)/(Gt-G∞)G0:

______Gt:______381、利用表中数据，以

对t作图，可分别求两温度下的k；2、计算此反应的活化能E。39六、问题讨论

1、如何用实验结果来验证乙酸乙酯皂化反应是二级反应？2、乙酸乙酯皂化反应是吸热反应，在实验过程中如何处置这一影响，使实验获得较好效果？3、若反应物的