乙酸乙酯皂化反应
实验八 乙酸乙酯皂化反应
一、实验目的
1.用电导率仪测定乙酸乙酯皂化反应进程中的电导率。
2.学会用图解法求二级反应的速率常数，并计算该反应的活化能。
3.学会使用电导率仪和恒温水浴。
二、预习要求
1.了解电导法测定化学反应速率常数的原理。
2.如何用图解法求二级反应的速率常数及如何计算反应的活化能。
3.了解电导率仪和恒温水浴的使用方法及注意事项。
三、实验原理
乙酸乙酯皂化反应是个二级反应，其反应方程式为
+--+CHCOOCH+Na+OH?CHCOO+Na+CHOH 325325
当乙酸乙酯与氢氧化钠溶液的起始浓度相同时，如均为a，则反应速率
表
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示为
(1)
1
式中，x为时间t时反应物消耗掉的浓度，k为反应速率常数。将上式积分得
(2) 起始浓度a为已知，因此只要由实验测得不同时间t时的x值，以对t作
图，应得一直线，从直线的斜率m(=ak)便可求出k值。
-+-乙酸乙酯皂化反应中，参加导电的离子有OH、Na和CHCOO，由于反应3
+体系是很稀的水溶液，可认为CHCOONa是全部电离的，因此，反应前后Na3
-的浓度不变，随着反应的进行，仅仅是导电能力很强的OH离子逐渐被导电能力
-弱的CHCOO离子所取代，致使溶液的电导逐渐减小，因此可用电导率仪测量3
皂化反应进程中电导率随时间的变化，从而达到跟踪反应物浓度随时间变化的目的。
令G为t=0时溶液的电导，G为时间t时混合溶液的电导，G为t=?(反应?0t
完毕)时溶液的电导。则稀溶液中，电导值的减少量与CH3COO-浓度成正比，设K为比例常数，则
由此可得
所以(2)式中的a-x和x可以用溶液相应的电导表示，将其代入(2)式得:
2
重新排列得:
(3) 因此，只要测不同时间溶液的电导值G和起始溶液的电导值G，然后以G对t0t
作图应得一直线，直线的斜率为，由此便求出某温度下的反应速率
常数k值。由电导与电导率κ的关系式:G=κ代入(3)式得:
(4) 通过实验测定不同时间溶液的电导率κt和起始溶液的电导率κ，以κ对0t
作图，也得一直线，从直线的斜率也可求出反应速率数k值。如果知道不同温度下的反应速率常数k(T)和k(T)，根据Arrhenius
公式
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，可计算出该反21
应的活化能E和反应半衰期。
四、仪器和药品
1.仪器
电导率仪(附DJS-1型铂黑电极)1台;电导池1只;恒温水浴1套;停表1只;移液管(50mL)3只;移液管(1mL)1只;容量瓶(250mL)1个;磨口三角瓶(200mL)5个。
2.药品
3
-3NaOH水溶液(0.0200mol?dm);乙酸乙酯(A.R.);电导水。
五、实验步骤
1.配制溶液
-3配制与NaOH准确浓度(约0.0200mol?dm)相等的乙酸乙酯溶液。其方法是:
-3找出室温下乙酸乙酯的密度，进而计算出配制250mL0.0200mol?dm(与NaOH准确浓度相同)的乙酸乙酯水溶液所需的乙酸乙酯的毫升数V，然后用lmL移液管
-3吸取VmL乙酸乙酯注入250mL容量瓶中，稀释至刻度，即为0.0200mol?dm的
乙酸乙酯水溶液。
2.调节恒温槽
将恒温槽的温度调至(25.0?0.1)?,或(30.0?0.1)?,，恒温槽的使用见第?部分第一章温度测量与控制。
3.调节电导率仪
电导率仪的使用见第?部分第四章电学测量技术与仪器。
4.溶液起始电导率κ0的测定
-3在干燥的200mL磨口三角瓶中，用移液管加入50mL0.0200mol?dm的NaOH溶液和同 数量的电导水，混合均匀后，倒出少量溶液洗涤电导池和电极，然后将剩余溶液倒入电导池 (盖过电极上沿约2cm)，恒温约15min，并轻轻摇动数次，然后将电极插入溶液，测定溶液电导率，直至不变为止，此数值即为κ0。
5.反应时电导率κt的测定
4
-3用移液管移取50mL0.0200mol?dm的CHCOOCH，加入干燥的200mL磨325
-3口三角瓶中，用另一只移液管取50mL0.0200mol?dm的NaOH，加入另一干燥的200mL磨口三角瓶中。将两个三角瓶置于恒温槽中恒温15min，并摇动数次。同时，将电导池从恒温槽中取出，弃去上次溶液，用电导水洗净。将温好的NaOH溶液迅速倒入盛有CHCOOCH的三角瓶中，同时开动停表，作为反应的开始325
时间，迅速将溶液混合均匀，并用少量溶液洗涤电导池和电极，然后将溶液倒入电导池(溶液高度同前)，测定溶液的电导率κ，在4min、6min、8min、10min、t
12min、15min、20min、25min、30min、35min、40min各测电导率一次，记下k和对应的时间t。 t
6.另一温度下κ和κ的测定 0t
调节恒温槽温度为(35.0?0.1)?,或(40.0?0.1)?,。重复上述4、5步骤，测定另一温度下的κ和κ。但在测定κ时，按反应进行4min、6min、8min、10min、ott
12min、15min、18min、21min、24min、27min、30min测其电导率。实验结束后，关闭电源，取出电极，用电导水洗净并置于电导水中保存待用。
六、注意事项
1.本实验需用电导水，并避免接触空气及灰尘杂质落入。
2.配好的NaOH溶液要防止空气中的CO气体进入。 2
3.乙酸乙酯溶液和NaOH溶液浓度必须相同。
4.乙酸乙酯溶液需临时配制，配制时动作要迅速，以减少挥发损失。
七.数据处理
1.将t，κ，数据列表。 t
5
)2.以两个温度下的κ对(κ-κ/t作图，分别得一直线。 t0t
3.由直线的斜率计算各温度下的速率常数k和反应半衰期t。 1/2
4.由两温度下的速率常数，按Arrhenius公式，计算乙酸乙酯皂化反应的活
化能。
【思考问题】
-31.为什么以0.0100mol?dm NaOH溶液的电导率就可认为是κ? 0
2.如果NaOH和CHCOOCH溶液为浓溶液时，能否用此法求k值，为什325么?
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