电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数

电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数
1、简述电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数的实验原理。

答：乙酸乙酯皂化反应是一个二级反应，其反应式为：
OH H C Na COO CH OH Na H COOC CH 523523++−→−+++--+
在反应过程中，各物质的浓度随时间而改变。

某一时刻的OH -离子浓度可用标准酸进行滴定求得，也可以通过测量溶液的某些物理性质而求出。

()()()()
()
∞∞
∞∞∞∞∞+-=--=-==-→=---=-=∞→-=Λ-Λ-=⇒-+=-=Λ-Λ-=
=→→→→∞→==+−→−+κκκκκκκκκκκκκκκκκκκκκt kc ktc x c x tc k kt x c c x kt c x c A c c x c A c c c A c x x x x OH
H C COONa CH NaOH H COOC CH t t t t t t t 000
000000000022
1021t 02
1000100000005235231 11 t c t t c 0t
c c 0 0 t
-c -c t t 0
0 c c 0t 也可整理为：得：带入＝Λ时：Λ＝Λ时：＝Λ时： 此反应反应物NaOH 和生成物CH 3COONa 均为电解质，在浓度不大时其电导率与其浓度成正比。

在稀的水溶液中可以假定CH 3COONa 全部电离，溶液中参与导电的离子有Na +、OH - 和CH 3COO - 等，而Na + 在反应前后浓度不变，OH -的迁移率比
CH 3COO -的迁移率大得多，随着反应时间的增加，OH -不断减少，而CH 3COO -不断增加，所以反应体系的电导率值不断下降。

用电导率仪测定反应溶液的电导率值κ随时间t 的变化关系，可以监测反应的进程，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。

为了处理方便起见，在设计实验时将反应物
CH 3COOC 2H 5和NaOH 采用相同的浓度c 0作为起始浓度。

从直线方程式可知，只要测定了κ0、κ∞以及一组相应于t 时κt 值，以()()∞--κκκκt t 0对t 作图，可得一直线，c 0准确已知，由直线的斜率即可求得反应速率常数k 值，k 的单位为min -1·mol -1·L 。

如果测定两个不同温度下的反应速度常数，就可根据阿仑尼乌斯公式求算出反应的活化能。

2、在电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数实验中，测量溶液的电导值对结果有无影响？
答：没有影响，该实验是以()()0t t κκκκ∞--对t 作图 ，而溶液的电
导与电导率仅相差一个电导池常数，电导池常数在计算时被约去，对())0t t κκκκ∞--没有影响。

3、在电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数实验中，初始浓度过大或过小，对实验有何影响？ 答：初始浓度过大，离子就不能完全电离，不能以
()
ckt t t =--∞κκκκ0作图。

初始浓度过小，则电导率变化太小影响准确度。

4、在电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数实验中，可否将
NaOH 溶液稀释一倍后测得的电导率值作为皂化反应的初始电导率？为什么？ 答：可以，乙酸乙酯不具有明显的电导率。

ln ()k k Ea R T T 212111=--
5、在电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数实验中，如何测得乙酸乙酯皂化反应的活化能？
答：如果测定两个不同温度下的反应速度常数k 1，k 2，就可根据阿仑尼乌斯(Arrhenius)公式求算出反应的活化能：
6、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皂化反应为二级反应？
答：如果通过本实验测定了κ0、κ∞以及一组相应于t 时κt 值，以()()∞--κκκκt t 0对t 作图，可得一直线即可验证乙酸乙酯皂化反应为
二级反应。

7、乙酸乙酯的皂化反应为吸热反应，试问在电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数实验中，如何处置这一影响而是使实验得到较好的结果?
答：采用恒温槽恒温。

8、 在电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数实验中，如果NaOH 和CH 3COOC 2H 5溶液为浓溶液时，能否用此法求k 值，为什么?
答：不能。

因为影响因素太多，在浓的溶液中不可认为CH 3COONa 全部电离，该反应的逆反应不能忽略，此时不可以认为体系电导率值的减少与CH 3COONa 的浓度x 的增加量成正比。

9、在电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数实验中，为什么两溶液混合一半时就开始计时？
ln ()k k Ea R T T 212111=--
答：因为∞
--=κκκκt t ktc 00成立的前提是t =0时，产物浓度为零，所以两反应溶液混合一半时，就开始计时。

10、为电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数实验中要在恒温条件下进行，且溶液在混合前还要预先恒温？
答：动力学实验，一般情况下要在恒温条件下进行，因为不同的温度的反应速率不一样，反应速率常数与温度有关，电导率的数值与温度也有关，所以要准确进行动力学测量，必须在恒温条件下进行。

预先恒温可以减少混合时温度的波动，减少实验误差，因为他们一混合反应就进行，所以先恒温，再混合，可以进少误差。

11、在电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数实验中，由于某些原因不知道电导池常数，假如直接测电导率是否对实验结果产生影响?
答：没有影响，该实验是以()()0t t κκκκ∞--对t 作图 ，而电导池常
数在计算时可被约去，因此对()()0t t κκκκ∞--没有影响。

12、在电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数实验中，实验过程中所用的NaOH 是否需要精确标定？
答：需要，为了处理方便起见，本实验在设计实验时将反应物CH 3COOC 2H 5和NaOH 采用相同的浓度c 0作为起始浓度。

即反应物CH 3COOC 2H 5和NaOH 起始浓度要相等∞
--=κκκκt t ktc 00才能用。

因此实验过程中所用的NaOH 是否需要精确标定。

13、在电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数实验中，记录数据所隔时间是否越长越好？为什么？
答：不是。

刚开始电导率的变化很大，若时间太长，不易记录数据，对实验有影响。

乙酸乙酯皂化反应曲线随着时间的延长会出现偏离二级反应的现象，可能是反应的可逆性对总反应的影响逐渐变得明显，还存在盐效应，即某些中性盐的存在会降低其系数，所以皂化反应实验的时间不能过长。

14、在电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数实验中，测定Κt 和Κ∞时一定要用双管电极，是否可用试管替代?
答：不一定，可以用试管替代。

15、在电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数实验中，需用电导水，并避免接触空气及灰尘杂质的落入，为什么?
答：电导水含杂质少，对电导率的测定影响小，从而减少误差；由于空气中的CO 2会溶入电导水和配制的Na0H 溶液中，而使溶液浓度发生改变。

因此在实验中可用煮沸的电导水，同时可在配好的NaOH 溶液瓶上装配碱石灰吸收管等方法处理。

16、在电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数实验中，所用乙酸乙酯溶液为什么要现用现配?
答：因为在无酸、碱存在的情况小，乙酸乙酯溶液也会发生缓慢水解，为了处理方便起见，本实验在设计实验时将反应物
CH 3COOC 2H 5和NaOH 采用相同的浓度c 0作为起始浓度。

即反应物CH 3COOC 2H 5和NaOH 起始浓度要相等∞
--=κκκκt t ktc 00才能用。

所用乙酸乙酯溶液需要现用现配，并须精确配置。

17、在电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数实验中，各溶液在
恒温及操作时为什么要盖好？
答：因为本实验要测定溶液的电导率，对溶液浓度要求高。

若在恒
温及操作过程中不盖好，会因为溶液及溶剂的挥发或杂质的进入而
造成溶液浓度的改变而影响实验结果。

因此必须盖好装溶液的容器。

18、在电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数实验中，为什么要
使两种反应物的浓度相等?
答：为了使二级反应的数学公式简化，数据处理方便。