电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数
一、实验目的
1. 了解二级反应的特点，学会用图解计算法求取二级反应的速率常数； 2. 用电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数，了解反应活化能的测定方法。 二、实验原理
乙酸乙酯皂化是一个二级反应，其反应式为：
在反应过程中，各物质的浓度随时间而变。某一时刻的OH -离子浓度可用标准酸进行滴定求得，也可通过测定溶液的某些物理性质而得到。用电导仪测定溶液的电导值G 随时间的变化关系，可以监测反应进程，进而可求算反应的速率常数。二级反应的速率与反应物的浓度有关。若反应物CH 3COOC 2H 5和NaOH 的初始浓度相同（均设为c ），设反应时间为t 时，反应所产生的CH 3COO -和C 2H 5OH 的浓度为x ，若逆反应可忽略，则反映物和产物的浓度时间的关系为：
上述二级反应的速率方程可表示为：dx/dt=k(c-x)(c-x)（1） 积分得：kt=x/c(c-x)（2）
显然，只要测出反应进程中任意时刻t 时的x 值，再将已知浓度c 代入上式，即可得到反应的速率常数k 值。
因反应物是稀水溶液，故可假定全部电离。则溶液中参与导电的离子有Na +、OH -和CH 3COOH 等，Na +在反应前后浓度不变，OH -的迁移率比的大得多。随着反应时间的增加，OH -不断减少，而CH 3COO -不断增加，所以体系的电导值不断下降。在一定范围内，可以认为体系电导值的减少量与CH 3COONa 的浓度x 的增加量成正比，即： t=t时， x=β(G0-G t ) （3）
t=∞时，c=β(G0-G ∞) （4）
式中G 0和G t 分别是溶液起始和t 时的电导值, ，G ∞为反应终了时的电导值，β是比例系数。将(3)、(4)代入(2)得：
kt=β(G0-G t )/cβ[(G0-G ∞)- (G0-G t )]= (G0-G t )/c (Gt -G ∞) （5） 或写成 (G0-G t )/ (Gt -G ∞) = ckt（6）
从（6）式可知，只要测出G 0、G ∞和一组G t 值，由(G0—G ∞)/(Gt —G ∞) 对t 作图，应得一直线，从其斜率即可求得速率常数k 值。 三、实验仪器与试剂 数字电导仪 停表 恒温水浴 移液管(10 mL)
双管电导池铂黑电极 1支
洗耳球 1个 NaOH(0.0200、0.0400 mol/L) CH 3COONa(0.0200 mol/L) CH3COOC 2H 5（0.0400 mol/L) 四、实验步骤
1. 开启恒温水浴电源，将温度调至所需值25℃。开启电导率仪的热源预热。本实验用试管作电导池。 2. 配制溶液
分别配制0.0200mol/LNaOH、0.0400mol/LNaOH、0.0200mol/LCH3COONa 、0.0400mol/L CH 3COOC 2H 5各50mL 。 3.G0的测定
（1）洗净烧杯并烘干，倒入适量0.0200 mol/LNaOH溶液（以能浸没铂黑电极并高出1cm 为宜）。
（2）用电导水洗涤铂黑电极，再用0.0200 mol/LNaOH溶液淋洗，然后置入烧杯。 （3）将安好的烧杯置于已恒温的水浴中恒温10min 。
（4）测量溶液的电导(率) 值，每隔2 min测量一次，共3次，取其平均值。 4.G∞的测定
实验测定过程不可能进行到t=∞，且反应也并不完全可逆, 故通常以0.0200 mol/L的CH 3COONa 溶液的电导(率) 值作为G ∞，测量方法与G 0的测量方法相同。但必须注意，每次更换测量溶液时，须用电导水淋洗电极和试管，再用被测溶液淋洗3次。 5.G t 的测定
（1）电导池和电极的处理方法与上述相同，装后置烧杯中。
（2）用移液管量准确取10 mL 0.0400 mol/LNaOH溶液放入洗净并干燥的烧杯，用另一支移液管吸取10 mL 0.0400 mol/L CH3COOC 2H 5溶液注入烧杯中，均置于恒温水浴中恒温10分钟。
（3）将CH 3COOC 2H 5溶液快速倒入烧杯中，溶液倒入一半时，开始记时，并继续倒完，使溶液混合均匀，并立即测量溶液的电导（率）值。注意不要使溶液逸出。
（4）每隔2 min测量一次，测15次，再每隔5分钟测一次，测4次，直至电导(率) 值基本不变为止，共19个数据。除记录第一个数据的外，其它各数据在测量时，应该尽量保持在整数分钟时测定，以便于进行数据处理。整个反应约需时45 min～1 h。 （5）反应结束后，倒掉反应液，洗净烧杯和电导电极。 五、实验数据记录及处理 1. 数据记录及计算
表1 G 0和G ∞的测定
表2 G t 的测定
2、数据处理
经线性拟合，得反应速率常数k 为0.02733min -1·mol -1·L 。 六、思考题
1．为何本实验要在恒温条件下进行，而且CH 3COOC 2H 5和NaOH 溶液在混合前要预先恒温？ 答：温度对反应速率常数k 影响很大，故反应过程应在恒温条件下进行。
2．反应分子数与反应级数是两个完全不同的概念，反应级数只能通过实验来确定。试问如何从实验结果来验证乙酸乙酯反应为二级反应？
答：选择不同的乙酸乙酯浓度和氢氧化钠浓度，测定不同浓度的反应物在相同反应条件下的反应速率。
3．乙酸乙酯皂化反应为吸热反应，试问在实验过程中如何处置这一影响而使实验得到较好的结果？
答：在恒温水浴中进行，并尽量采用稀溶液已控制反应速率，并不断搅拌。
4．如果CH 3COOC 2H 5和NaOH 溶液均为浓溶液，试问能否用此方法求得k 值？为什么？ 答：不能。这时体系的影响因素太多了。比如大量放热使体系温度不恒定，溶液较大的粘度对反应也有影响。
电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数
一、实验目的
1. 了解二级反应的特点，学会用图解计算法求取二级反应的速率常数； 2. 用电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数，了解反应活化能的测定方法。 二、实验原理
乙酸乙酯皂化是一个二级反应，其反应式为：
在反应过程中，各物质的浓度随时间而变。某一时刻的OH -离子浓度可用标准酸进行滴定求得，也可通过测定溶液的某些物理性质而得到。用电导仪测定溶液的电导值G 随时间的变化关系，可以监测反应进程，进而可求算反应的速率常数。二级反应的速率与反应物的浓度有关。若反应物CH 3COOC 2H 5和NaOH 的初始浓度相同（均设为c ），设反应时间为t 时，反应所产生的CH 3COO -和C 2H 5OH 的浓度为x ，若逆反应可忽略，则反映物和产物的浓度时间的关系为：
上述二级反应的速率方程可表示为：dx/dt=k(c-x)(c-x)（1） 积分得：kt=x/c(c-x)（2）
显然，只要测出反应进程中任意时刻t 时的x 值，再将已知浓度c 代入上式，即可得到反应的速率常数k 值。
因反应物是稀水溶液，故可假定全部电离。则溶液中参与导电的离子有Na +、OH -和CH 3COOH 等，Na +在反应前后浓度不变，OH -的迁移率比的大得多。随着反应时间的增加，OH -不断减少，而CH 3COO -不断增加，所以体系的电导值不断下降。在一定范围内，可以认为体系电导值的减少量与CH 3COONa 的浓度x 的增加量成正比，即： t=t时， x=β(G0-G t ) （3）
t=∞时，c=β(G0-G ∞) （4）
式中G 0和G t 分别是溶液起始和t 时的电导值, ，G ∞为反应终了时的电导值，β是比例系数。将(3)、(4)代入(2)得：
kt=β(G0-G t )/cβ[(G0-G ∞)- (G0-G t )]= (G0-G t )/c (Gt -G ∞) （5） 或写成 (G0-G t )/ (Gt -G ∞) = ckt（6）
从（6）式可知，只要测出G 0、G ∞和一组G t 值，由(G0—G ∞)/(Gt —G ∞) 对t 作图，应得一直线，从其斜率即可求得速率常数k 值。 三、实验仪器与试剂 数字电导仪 停表 恒温水浴 移液管(10 mL)
双管电导池铂黑电极 1支
洗耳球 1个 NaOH(0.0200、0.0400 mol/L) CH 3COONa(0.0200 mol/L) CH3COOC 2H 5（0.0400 mol/L) 四、实验步骤
1. 开启恒温水浴电源，将温度调至所需值25℃。开启电导率仪的热源预热。本实验用试管作电导池。 2. 配制溶液
分别配制0.0200mol/LNaOH、0.0400mol/LNaOH、0.0200mol/LCH3COONa 、0.0400mol/L CH 3COOC 2H 5各50mL 。 3.G0的测定
（1）洗净烧杯并烘干，倒入适量0.0200 mol/LNaOH溶液（以能浸没铂黑电极并高出1cm 为宜）。
（2）用电导水洗涤铂黑电极，再用0.0200 mol/LNaOH溶液淋洗，然后置入烧杯。 （3）将安好的烧杯置于已恒温的水浴中恒温10min 。
（4）测量溶液的电导(率) 值，每隔2 min测量一次，共3次，取其平均值。 4.G∞的测定
实验测定过程不可能进行到t=∞，且反应也并不完全可逆, 故通常以0.0200 mol/L的CH 3COONa 溶液的电导(率) 值作为G ∞，测量方法与G 0的测量方法相同。但必须注意，每次更换测量溶液时，须用电导水淋洗电极和试管，再用被测溶液淋洗3次。 5.G t 的测定
（1）电导池和电极的处理方法与上述相同，装后置烧杯中。
（2）用移液管量准确取10 mL 0.0400 mol/LNaOH溶液放入洗净并干燥的烧杯，用另一支移液管吸取10 mL 0.0400 mol/L CH3COOC 2H 5溶液注入烧杯中，均置于恒温水浴中恒温10分钟。
（3）将CH 3COOC 2H 5溶液快速倒入烧杯中，溶液倒入一半时，开始记时，并继续倒完，使溶液混合均匀，并立即测量溶液的电导（率）值。注意不要使溶液逸出。
（4）每隔2 min测量一次，测15次，再每隔5分钟测一次，测4次，直至电导(率) 值基本不变为止，共19个数据。除记录第一个数据的外，其它各数据在测量时，应该尽量保持在整数分钟时测定，以便于进行数据处理。整个反应约需时45 min～1 h。 （5）反应结束后，倒掉反应液，洗净烧杯和电导电极。 五、实验数据记录及处理 1. 数据记录及计算
表1 G 0和G ∞的测定
表2 G t 的测定
2、数据处理
经线性拟合，得反应速率常数k 为0.02733min -1·mol -1·L 。 六、思考题
1．为何本实验要在恒温条件下进行，而且CH 3COOC 2H 5和NaOH 溶液在混合前要预先恒温？ 答：温度对反应速率常数k 影响很大，故反应过程应在恒温条件下进行。
2．反应分子数与反应级数是两个完全不同的概念，反应级数只能通过实验来确定。试问如何从实验结果来验证乙酸乙酯反应为二级反应？
答：选择不同的乙酸乙酯浓度和氢氧化钠浓度，测定不同浓度的反应物在相同反应条件下的反应速率。
3．乙酸乙酯皂化反应为吸热反应，试问在实验过程中如何处置这一影响而使实验得到较好的结果？
答：在恒温水浴中进行，并尽量采用稀溶液已控制反应速率，并不断搅拌。
4．如果CH 3COOC 2H 5和NaOH 溶液均为浓溶液，试问能否用此方法求得k 值？为什么？ 答：不能。这时体系的影响因素太多了。比如大量放热使体系温度不恒定，溶液较大的粘度对反应也有影响。