《物理化学实验》
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、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 CH3COOC2H5+Na+OH→CH3
COO+Na+C2H5OH 当乙酸乙酯与氢氧化钠溶液的起始浓度相同时，如均为a，则反应速率表示为
时间t时反应物消耗掉的浓度，k为反应速率常数。积分得
此只要由实验测得不同时间
t时的x值，以
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CH3COO，由于反应体系是很稀的水溶液，可认+
为CH3COONa是全部电离的，因此，反应前后Na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CH3COO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G0为t=0时溶液的电导，Gt为时间t时混合溶液的电导，G∞为t=∞(反应完毕)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 式得:
导值Gt和起始溶液的电导值G0，然后以Gt对
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)
因此，只要测不同时间溶液的电
作图应得一直线，直线的斜率为
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κ0，以κ
t
+
--+
式中，x为
起始浓度a为已知，因
对t作图，应得一直线，从直线的斜率m(=ak)
重新排列得:
，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:
对作图，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(T2)和k(T1)，根据Arrhenius公式，可计算出该反应的活化能E和反应半衰期。
三、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。
-3
2.药品：NaOH水溶液(0.0200mol·dm);乙酸乙酯(A.R.);电导水。
四、实验步骤
1.配制溶液：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:找出室温
1
-3
《物理化学实验》
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移液管吸取VmL乙酸乙酯注入250mL容量瓶中，稀
-3
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)℃］， 3.调节电导率仪 ：
-3
4.溶液起始电导率κ0的测定：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。
-3
5.反应时电导率κt的测定：用移液管移取50mL0.0200mol·dm的CH3COOC2H5，加入干燥的200mL
-3
磨口三角瓶中，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CH3COOC2H5的三角瓶中，同时开动停表，作为反应的开始时间，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κt，在4min、6min、8min、10min、12min、15min、20min、25min、30min、35min、40min各测电导率一次，记下kt和对应的时间t。
-3
五、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CO2气体进入。 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，κt，
数据列表。
)
2.以两个温度下的κt对(κ0-κt/t作图，分别得一直线。
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t1/2。
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】
-3
1.为什么以0.0100mol·dm NaOH溶液的电导率就可认为是κ0?
2.如果NaOH和CH3COOC2H5溶液为浓溶液时，能否用此法求k值，为什么?
2
《物理化学实验》
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、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 CH3COOC2H5+Na+OH→CH3
COO+Na+C2H5OH 当乙酸乙酯与氢氧化钠溶液的起始浓度相同时，如均为a，则反应速率表示为
时间t时反应物消耗掉的浓度，k为反应速率常数。积分得
此只要由实验测得不同时间
t时的x值，以
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CH3COO，由于反应体系是很稀的水溶液，可认+
为CH3COONa是全部电离的，因此，反应前后Na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CH3COO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G0为t=0时溶液的电导，Gt为时间t时混合溶液的电导，G∞为t=∞(反应完毕)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 式得:
导值Gt和起始溶液的电导值G0，然后以Gt对
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)
因此，只要测不同时间溶液的电
作图应得一直线，直线的斜率为
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κ0，以κ
t
+
--+
式中，x为
起始浓度a为已知，因
对t作图，应得一直线，从直线的斜率m(=ak)
重新排列得:
，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:
对作图，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(T2)和k(T1)，根据Arrhenius公式，可计算出该反应的活化能E和反应半衰期。
三、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。
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2.药品：NaOH水溶液(0.0200mol·dm);乙酸乙酯(A.R.);电导水。
四、实验步骤
1.配制溶液：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:找出室温
1
-3
《物理化学实验》
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移液管吸取VmL乙酸乙酯注入250mL容量瓶中，稀
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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)℃］， 3.调节电导率仪 ：
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4.溶液起始电导率κ0的测定：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。
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5.反应时电导率κt的测定：用移液管移取50mL0.0200mol·dm的CH3COOC2H5，加入干燥的200mL
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磨口三角瓶中，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CH3COOC2H5的三角瓶中，同时开动停表，作为反应的开始时间，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κt，在4min、6min、8min、10min、12min、15min、20min、25min、30min、35min、40min各测电导率一次，记下kt和对应的时间t。
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五、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CO2气体进入。 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，κt，
数据列表。
)
2.以两个温度下的κt对(κ0-κt/t作图，分别得一直线。
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t1/2。
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】
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1.为什么以0.0100mol·dm NaOH溶液的电导率就可认为是κ0?
2.如果NaOH和CH3COOC2H5溶液为浓溶液时，能否用此法求k值，为什么?
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