乙酸乙酯皂化反应实验报告

实验八 乙酸乙酯皂化反应速度常相数的测定

一、实验目的

1．通过电导法测定乙酸乙酯皂化反应速度常数。 2．求反应的活化能。

3．进一步理解二级反应的特点。 4．掌握电导仪的使用方法。

二、基本原理

乙酸乙酯的皂化反应是一个典型的二级反应：

325325CH COOC H OH CH COO C H OH --+−−→+

设在时间t 时生成浓度为x ，则该反应的动力学方程式为

()()dx

k a x b x dt

-

=-- （8-1） 式中，a ，b 分别为乙酸乙酯和碱的起始浓度，k 为反应速率常数，若a=b,则（8-1）式变为

2()dx

k a x dt

=- （8-2） 积分上式得： 1()

x

k t a a x =⨯- （8-3）

由实验测的不同t 时的x 值，则可根据式（8-3）计算出不同t 时的k 值。如果k 值为常数，就可证明反应是二级的。通常是作

()

x

a x -对t 图，如果所的是直线，也可证明反应是二级

反应，并可从直线的斜率求出k 值。

不同时间下生成物的浓度可用化学分析法测定，也可用物理化学分析法测定。本实验用电导法测定x 值，测定的根据是：

（1）

溶液中OH -离子的电导率比离子（即3CH COO -）的电导率要大很多。因此，随着反应的进行，OH -离子的浓度不断降低，溶液的电导率就随着下降。

（2） 在稀溶液中，每种强电解质的电导率与其浓度成正比，而且溶液的总电导率就等于组成溶液的电解质的电导率之和。

依据上述两点，对乙酸乙酯皂化反应来说，反映物和生成物只有NaOH 和NaAc 是

强电解质，乙酸乙酯和乙醇不具有明显的导电性，它们的浓度变化不至于影响电导率的数值。如果是在稀溶液下进行反应，则

01A a κ= 2A a κ∞=

12()t A a x A x κ=-+

式中：1A ，2A 是与温度、溶剂、电解质NaOH 和NaAc 的性质有关的比例常数；

0κ，κ∞分别为反应开始和终了是溶液的总电导率；t κ为时间t 时溶液的总电导率。由此三

式可以得到：

00(

)t

x a κκκκ∞

-=- （8-4）

若乙酸乙酯与NaOH 的起始浓度相等，将（8-4）式代入（8-3）式得：

01t

t k ta κκκκ∞

-=

⨯

- （8-5） 由上式变换为：

0t

t kat

κκκκ∞-=

+ （8-6）

作0~

t

t t

κκκ-图，由直线的斜率可求k 值，即

1m ka =

，1k ma

= 由（8-3）式可知，本反应的半衰期为：

1/21

t ka

=

（8-7） 可见，两反应物起始浓度相同的二级反应，其半衰期1/2t 与起始浓度成反比，由（8-7）

式可知，此处1/2t 亦即作图所得直线之斜率。

若由实验求得两个不同温度下的速度常数k ，则可利用公式（8-8）计算出反应的活化能a E 。

211211ln

a E k k R T T ⎛⎫=- ⎪⎝⎭

（8-8） 三、仪器和试剂

恒温槽1套； 移液管（20mL ）2支； 电导仪1套；

比色管（50mL ）2支； 锥形瓶（250mL ）2只； 0.021mol L NaOH -⋅溶液； 停表1块；

0.021325mol L CH COOC H -⋅溶液； 烧杯（250mL ）1只； 0.011mol L NaOH -⋅溶液； 容量瓶（100mL ）2只；

0.0113mol L CH COONa -⋅溶液。

四、操作步骤

1．准确配制0.021mol L -⋅的NaOH 溶液和325CH COOC H 溶液。调节恒温槽温度至25℃，调试好电导仪。将电导池（如图8-1）及0.021mol L -⋅的NaOH 溶液和325CH COOC H 溶液浸入恒温槽中恒温待用。

2．分别取适量0.011mol L -⋅的NaOH 溶液和3CH COONa 溶液注入干燥的比色管中，插入电极，溶液面必须浸没铂黑电极，置于恒温槽中恒温15分钟，待其恒温后测其电导，分别为0G 和G ∞值，记下数据。

3．取20mL 0.021mol L -⋅的325CH COOC H 溶液和20mL 0.021mol L -⋅的NaOH 溶液，分别注入双叉管的两个叉管中（注意勿使二溶液混合），插入电极并置于恒温槽中恒温10分钟。然后摇动双叉管，使两种溶液均匀混合并导入装有电极一侧的叉管之中，同时开动停表，作为反应的起始时间。从计时开始，在第5、10、15、20、25、30、40、50、60分钟各测一次电导值。

4．在30℃下按上述三步骤进行实验。

五、数据记录和处理

将测得数据记录于下表：

室温：18.6℃大气压：721.5 =0.01

=0.02

25℃30℃

单位：×104单位：×104

0 / / 0 0.189 /

5 0.161 -0.017 5 0.160 -0.020

10 0.154 -0.0082 10 0.156 -0.008

15 0.145 -0.00387 15 0.151 -0.0043

20 0.134 -0.00212 20 0.144 -0.0031

25 0.128 -0.00188 25 0.135 -0.0019

30 0.127 -0.0014 30 0.130 -0.00159

40 0.120 -0.0008 40 0.125 -0.0025

说明：其中温度为30℃时的实验数据为我小组所测，25℃时的数据是参考其他小组多得。

1.利用表中数据以对作图求两温度下的。