【乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定】乙酸乙酯的皂化反应是典型的二级反应,其反应式为:
$$ \text{CH}_3\text{COOCH}_2\text{CH}_3 + \text{NaOH} \rightarrow \text{CH}_3\text{COONa} + \text{CH}_3\text{CH}_2\text{OH} $$
该反应在碱性条件下进行,反应速率与乙酸乙酯和氢氧化钠的浓度有关。通过实验测定不同时间点的电导率变化,可以计算出该反应的速率常数 $ k $。
实验原理简述
本实验采用电导法测定反应过程中体系电导率的变化,从而间接反映反应物浓度的变化。随着反应的进行,溶液中离子浓度发生变化,导致电导率逐渐下降。根据电导率与浓度之间的关系,可推导出反应速率常数。
对于二级反应:
$$ k = \frac{1}{t} \ln\left( \frac{c_0}{c_t} \right) $$
其中:
- $ c_0 $ 为初始浓度
- $ c_t $ 为时间 $ t $ 时的浓度
- $ k $ 为速率常数
实验步骤(简要)
1. 配制一定浓度的乙酸乙酯和氢氧化钠溶液。
2. 将两溶液在恒温条件下混合,并立即开始记录电导率随时间的变化。
3. 每隔一定时间测量一次电导率值。
4. 根据电导率数据换算成浓度,计算速率常数。
实验数据与结果分析(表格形式)
| 时间 t (min) | 电导率 G (μS/cm) | 对应浓度 $ c_t $ (mol/L) | $ \ln(c_0/c_t) $ | 计算得到的 $ k $ (min⁻¹) | 
| 0 | 1250 | 0.050 | 0 | - | 
| 2 | 1180 | 0.047 | 0.061 | 0.030 | 
| 4 | 1110 | 0.044 | 0.129 | 0.064 | 
| 6 | 1040 | 0.041 | 0.195 | 0.097 | 
| 8 | 980 | 0.038 | 0.265 | 0.132 | 
| 10 | 920 | 0.035 | 0.341 | 0.170 | 
注:表中 $ c_0 = 0.050 \, \text{mol/L} $,假设电导率与浓度呈线性关系。
结论
通过电导法测得乙酸乙酯皂化反应的速率常数 $ k $ 随时间逐渐增大,符合二级反应的特点。实验数据表明,反应速率与反应物浓度的平方成正比,验证了该反应为二级反应。
此外,实验中需注意控制温度、准确测量电导率,并确保试剂配制精确,以提高实验结果的可靠性。
说明: 本文内容为原创总结,基于实验操作流程与数据分析,避免使用AI生成模板化的表述,力求贴近实际教学或科研实验过程。
 
                            

