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华南师范大学实验报告

电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数

一、实验目的

（1）学会用电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数，掌握其原理及方法。 （2）掌握活化能的测定方法。

（2）了解二级反应的特点，学会用图解计算法求二级反应的速率常数。 （3）掌握电导率仪的使用方法。

二、实验原理

2.1速率常数的测定

乙酸乙酯皂化反应是典型的二级反应，其反应式为

CH3COOC2H5 + NaOH === CH3COONa + C2H5OH

其速率方程可表示为

①

当反应物起始浓度相同即c碱 = c酯 = c0时，则有

CH3COOC2H5 + NaOH === CH3COONa + C2H5OH

t=0 c0 c0 0 0 t=t ct ct c0 - ct c0 - ct t=∞ 0 0 c0 c0 则达式为

②

在反应过程中，ct随时间变化而变化，不同反应的ct可以用各种方法测量，本实验通过测定溶液电导率随时间的变化从而求出速率常数k。

假定此反应在稀溶液中进行，且CH3COONa全部电离。则参加导电离子有Na+、OH-、CH3COO-，而Na+反应前后不变，OH-的迁移率比CH3COO-大得多，随着反应的进行，OH-不断价绍，CH3COO-不断增加，所以体系电导率不断下降。体系电导率（κ）的下降和产物CH3COO-的浓度成正比。

另κ0、κt和κ∞分别为0、t和∞时刻的电导率，则 t=t时，c0 – ct = K(κ0 - κt) K为比例常数 t→∞时，c0 = K(κ0 – κ∞)

两式联立，整理得ct = K(κt – κ∞)

代入动力学方程②，并消去比例常数K得

1

，c为反应任一时刻的浓度。积分并整理得速率常数k的表

③

进一步整理得

④

可见，即已知起始浓度c0，在恒温条件下，测得κ0和κt，并以κt对

作

图，可得一直线，则直线斜率为2.2活化能的测定原理

，从而求得此温度下的反应速率常数k。

⑤

因此只要测定两个不同温度（T1、T2）对应的速率常数k1和k2，根据式⑤可

算出反应的表观活化能Ea。

三、仪器与试剂

电导率仪 1台 铂黑电极 1支 大试管 5支 100mL烧杯 3只 恒温槽 1台 10mL移液管 3支

0.0200mol/L NaOH 0.0200mol/L 乙酸乙酯 去离子水

四、实验步骤

（1）调节恒温槽温度在25℃±0.05℃。

（2）安装调节好电导率仪。 （3）在1~3号三只大试管中，依次倒入约20吗L蒸馏水，35mL0.0200mol/LNaOH和25mL0.0200mol/LCH3COOC2H5，用塞子塞紧试管口，并置于恒温槽中恒温10 min.

（4）κ0的测定 从1号和2号试管，分别准确移取10mL蒸馏水和10mLNaOH溶液注入4号大试管中摇匀，置于恒温槽中恒温，插入电导池，测定其电导率κ0。 （5）κt的测定 从2号试管中准确移取10mLNaOH注入5号试管中置于恒温槽中恒温，再从3号试管中准确移取10mL CH3COOC2H5也注入5号试管中，当注入5mL时启动秒表，用此时刻作为反应的起始时间，加完全部酯后，迅速充分摇匀，并插入电导池。测κ0后该电导电极必须先用水洗再用滤纸擦干。从计时起2min开始读κt值，以后每2min读一次，至30min时可停止测量。 （6）反应活化能的测定

2

A．在35℃恒温条件下，用与步骤⑤同样浓度的溶液及方法测κt值。 B. 由25℃和35℃时测得的数据求Ea。

和

，代入式⑤，从而求得反应的活化能

五、数据记录与处理

5.1求25℃的反应速率常数

表1.相关数据说明 κ0 VNaOH [NaOH] 恒温温度 V乙酸乙酯 [乙酸乙酯] 2.15ms/cm 10.00mL 0.0200mol/L 10.00mL 0.0200mol/L 25.4℃

表2.实验数据记录1 t/min κt/(ms/cm) κ0 –κt/(ms/cm) (κ0 –κt)/t 2 2.04 0.11 0.0550 4 1.95 0.20 0.0500 6 1.91 0.24 0.0400 8 1.85 0.30 0.0375 10 1.80 0.35 0.0350 12 1.77 0.38 0.0317 14 1.74 0.41 0.0293 16 1.72 0.43 0.0269 18 1.68 0.47 0.0261 20 1.68 0.47 0.0235 22 1.66 0.49 0.0223 24 1.65 0.50 0.0208 26 1.63 0.52 0.0200 28 1.59 0.56 0.0200 3