实验九 电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速
率常数
一、实验目的
用电导法测定乙酸乙酯皂化反应在不同时刻的反应物浓度，验证其为二级反应并求反应速度常数。 二、实验原理
乙酸乙酯皂化，是双分子反应，其反应式为： CH3COOC2H5+Na+OH－→CH3COO－Na++C2H5OH
在反应过程中，各物质的浓度随时间而改变，不同反应时间的OH－的浓度，可以用标准酸进行滴定求得，也可以通过间接测量溶液的电导率而求出。为了处理方便起见，在设计这个实验时将反应物CH3COOC2H5和NaOH采用相同浓度c，作为起始浓度。设反应时间为t ，反应所生成的CH3COONa和C2H5OH的浓度为x,那麽，CH3COOC2H5和NaOH的浓度则为（c－x），即
CH3COOHC2H5?NaOH?CH3COONa?C2H5OH
t＝0 c c 0 0 t＝t c-x c-x x x t→∞ 0 0 x→c x→c
因是双分子反应，所以时间为t的反应速度和反应物浓度的关系为
dx/dt=k(c-x)2 （1）
式中：k为反应速率常数。将上式积分可得：
kt?x/c(c?x) （2） 从式（2）中可看出，原始浓度c是已知的，只要测出t时的x值，就可算出反应速度常数k值。首先假定整个反应体系是在稀释的水溶液中进行的，因此可以认为CH3COONa是全部电离的，在本实验中我们用测量溶液的电导率求算x值的变化，参与导电的离子有Na+、OH-、和CH3COO-,而Na+在反应前后浓度不变，由于OH-不断减少而CH3COO-不断增加，所以，体系的电导值不断下降。
显然，体系电导值的减少量和CH3COONa的浓度x的增大成正比，即：
t=t 时 x?K(G0?Gt)?K'(?0??t) （3） t→∞时 c?K(G0?G?)?K'(?0???) （4） 式中：G0、?0为起始时的电导、电导率，Gt、?t为t时的电导、电导率；
G?、??为t→∞时的电导率；K、K'为比例常数。
将（3）（4）式代入(2)式得
(G0?Gt)???t?ckt 或 0?ckt （5）
(Gt?G?)?t???从方程式（5）可知，只要测定了?0、??以及一组?t值以后，用
?0??t对
?t???t作图，应得一直线，直线的斜率m就是反应速度常数k值和原始浓度c的乘积。k的单位：分-1摩尔-1升。 三、仪器和试剂：
1、仪器：
电导率仪 1台 恒温槽水浴 1套 停表 1只 烘干试管 4～5支 移液管15ml 2支
2、试剂：
0.0200 mol/L NaOH(新鲜配制)
0.0100 mol/L NaOH(用蒸馏水冲稀0.0200mol/L NaOH) 0.0100 mol/L CH3COONa (新鲜配制) 0.0200 mol/L CH3COOC2H5(新鲜配制) 四、实验步骤
1、电导仪的调节： 2、??和?0的测量：
用0.0100 mol/L的CH3COONa装入干净的试管中如图1所示，液面约高出铂黑片1厘米为宜。浸入25℃（或30℃）恒温槽内10分钟，然后接通电导仪，
测定其电导，即为??。按上述操作，测定0.0100 mol/L的NaOH溶液的电导为?0。 测量时，每一种溶液都必须重复3次取平均值。注意每次往电导池中装新样品时，都要先用蒸馏水淋洗电导池及铂黑电极三次，接着用所测液淋洗三次。
3、?t的测量
将电导池的铂黑电极浸于另一盛有蒸馏水的试管中，并置于恒温槽恒温。用移液管移取15毫升0.0200 mol/L NaOH溶液注入干燥试管中，用另一移液管移取15毫升0.0200 mol/L CH3COOC2H5 注入另一试管中，两试管的管口均用塞子塞紧，防止CH3COOC2H5挥发。将试管置于恒温槽中恒温10分钟。将两试管中的溶液混合在一只试管中，将铂黑电极从恒温的蒸馏水中取出并用该混合液淋洗数次，随即插入盛有混合液的试管中进行电导时间测定，每隔5分钟测量一次，半小时后，每隔10分钟测量一次，反应进行到1小时后可停止测量。
测量结束后，重新测量??，看是否与反应前测量的值一致，实验结束后，应将铂黑电极浸入蒸馏水中。试管洗净放入烘箱。 五、数据处理
1、计算?0、??的平均值。
项目 次数 ?0/mS?cm?1 1 2 3 平均 ??/mS?cm?1 2、将t、?t、?0??t、?t???、(?0??t)/(?t???)列成数据表。
项目 t/分 5 10 15 20 25 30 40 50 60 ?t/mS?cm?1 (?0??t)/mS?cm?1 (?t???)/mS?cm?1 (?0??t)/(?t???) 3、以(?0??t)/(?t???)对t作图，得一直线。由直线的斜率m算出反应速率
常数k 六、思考题
1、为何本实验要在恒温条件下进行，而且CH3COOC2H5 和NaOH溶液在混合前还要预先恒温。
2、如果NaOH和CH3COOC2H5起始浓度不相等，试问应怎样计算k值？ 3、如何从实验结果来验证乙酸乙酯皂化反应为二级反应？
实验九电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数
