电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数
一、实验目的
1、学习电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数的原理和方法以及活化能的测定方法； 2、了解二级反应的特点，学会用图解计算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
（1）速率常数的测定
乙酸乙酯皂化反应时典型的二级反应，其反应式为：
CH3COOC2H5＋NaOH = CH3OONa＋C2H5OH
t=0 C0 C0 0 0 t=t Ct Ct C0 - Ct C0 -Ct t=∞ 0 0 C0 C0
速率方程式 ?dc?kc2，积分并整理得速率常数k的表达式为： dt1c?ct k??0
tc0ct假定此反应在稀溶液中进行，且CH3COONa全部电离。则参加导电离子有Na＋、OH－、CH3COO－,而Na＋反应前后不变，OH－的迁移率远远大于CH3COO－，随着反应的进行， OH－ 不断减小，CH3COO－不断增加，所以体系的电导率不断下降，且体系电导率（κ） 的下降和产物CH3COO－的浓度成正比。
令?0、?t和??分别为0、t和∞时刻的电导率，则：
t=t时，C0 –Ct=K（?0-?t） K为比例常数 t→∞时，C0= K（?0-??） 联立以上式子，整理得： ?t?1?0??t???? kc0t可见，即已知起始浓度C0，在恒温条件下，测得?0和?t，并以?t对
1 ，从而求得此温度下的反应速率常数k。 kc0?0??tt作图，可得一
直线，则直线斜率m?（2）活化能的测定原理： lnk2Ea11?(?) k1RT1T2因此只要测出两个不同温度对应的速率常数，就可以算出反应的表观活化能。
三、仪器与试剂
电导率仪 1台 、铂黑电极 1支、 大试管 5支 、 恒温槽 1台、 移液管 3支； 氢氧化钠溶液（0、0200mol/L） 、乙酸乙酯溶液（0.0200mol/L）
四、实验步骤
1、调节恒温槽的温度在24.00℃。 2、安装调节好电导率仪。
3、在1-3号大试管中，依次倒入约20mL蒸馏水、35mL 0、0200mol/L的氢氧化钠溶液和25mL0.0200mol/L乙酸乙酯溶液，塞紧试管口，并置于恒温槽中恒温。 4、?0的测定：
从1号和2号试管中，分别准确移取10mL蒸馏水和10mL氢氧化钠溶液注入4号试管中摇匀，至于恒温槽中恒温，插入电导池，测定其电导率。 5、?t的测定：
从2号试管中准确移取10mL氢氧化钠溶液注入5号试管中至于恒温槽中恒温，再从3号试管中准确移取10mL乙酸乙酯溶液也注入5号试管中，当注入5mL时启动秒表，用此时刻作为应的起始时间，加完全部酯后，迅速充分摇匀，并插入电导池，从计时起2min时开始读数，以后每2min读一次，至30min时刻停止测量。 6、反应活化能的测定：
?在35.00℃恒温条件下，用上述步骤测定。
五、数据记录与处理
①求24℃的反应速率常数k1 ，将实验数据及计算结果填入下表：
恒温温度=24.00℃ ?0=2.07ms·cm-1
V乙酸乙酯=10.00mL [乙酸乙酯]=0.0200 mol/L VNaOH=10.00mL [NaOH]= 0.0200 mol/L c0=0.0100 mol/L
实验数据记录及处理表1：
t/min ?t/ms·cm-1 （?0-?t）/ ms·cm -1 ?0??tt/ ms·cm·min -1-12 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 1.982 1.925 1.876 1.835 1.797 1.765 1.736 1.710 1.687 1.666 1.648 1.631 1.616 1.602 1.586 0.088 0.145 0.194 0.235 0.273 0.305 0.334 0.360 0.383 0.404 0.422 0.439 0.454 0.468 0.484 0.0440 0.0363 0.0323 0.0294 0.0273 0.0254 0.0239 0.0225 0.0213 0.0202 0.0192 0.0183 0.0175 0.0167 0.0161
图1 测定温度24℃时?t—(?t-??)t作图和拟合结果
数据处理：?t对
?0??tt作图,求出斜率m，并由m?1求出速率常数。 kc0因为乙酸乙酯皂化反应是吸热反应，混合后体系温度降低，故在混合后的开始几分钟内所测溶液电导偏低。所以作图时使用的数据应在反应6分钟后数据，这样所得结果线性较好。 通过作图，线性拟合后曲线的方程为：Y =1.29017+18.60746 X， 相关系数R2=0.9995，斜率m1=18.607。 由图1可知，?t～
?0??tt作图为一线性较好的直线。
由m?
1可求出速率常数k1=1/(mc0)=1/(18.607×0.0100) =5.374 L/(mol·min)。 kc0②采用同样的方法求35℃的反应速率常数k2，计算反应的表观活化能Ea：
恒温温度=35.00℃ κ0=2.48ms·cm-1
V乙酸乙酯=10.00mL [乙酸乙酯]=0.0200 mol/L VNaOH=10.00mL [NaOH]= 0.0200 mol/L c0=0.0100 mol/L
实验数据记录及处理表2：
t/min ?t/ms·cm-1 （?0-?t）/ ms·cm -1 ?0??tt/ ms·cm·min 0.0650 0.0525 0.0483 0.0450 0.0410 0.0375 0.0329 0.0319 0.0294 0.0275 0.0259 0.0242 0.0227 0.0214 0.0203 -1-12 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
2.35 2.27 2.19 2.12 2.07 2.03 2.02 1.97 1.95 1.93 1.91 1.90 1.89 1.88 1.87 0.13 0.21 0.29 0.36 0.41 0.45 0.46 0.51 0.53 0.55 0.57 0.58 0.59 0.60 0.61
图2 测定温度35℃时?t—(?t-??)t作图和拟合结果
数据处理：?t对
?0??tt作图,求出斜率m，并由m?1求出速率常数。 kc0
电导法测定乙酯皂化反应的速率常数物化实验报告
