2电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数（第1页）

。2电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数

一、实验目的

（1）　测定皂化反应中电导率的变化，计算反应速率常数。

（2）　了解二级反应的特点，学会用图解法求二级反应的速率常数。

（3）　熟悉电导率仪的使用。

二、实验原理

乙酸乙酯皂化反应是一个典型的二级反应：

CH3COOC2H5+OH-CH3COO-+C2H5OH

t=0ab00

t=ta-xb-xxx

反应速率方程为:

dxdt=k（a-x）（b-x）（1）

式中：a，b分别表示两反应物的初始浓度；x表示经过时间t后消耗的反应物浓度；k表示反应速率常数。为了数据处理方便，设计实验使两种反应物的起始浓度相同，即a=b，此时（1）式可以写成:

dxdt=k（a-x）2（2）

积分得：

k=1ta·x（a-x）（3）

由（3）式可知，只要测得t时刻某一组分的浓度就可求得反应速率常数。测定该反应体系组分浓度的方法很多，本实验使用电导率仪测量皂化反应进程中体系电导率随时间的变化，在整个反应系统中可近似认为乙酸乙酯和乙醇是不导电的，反应过程中溶液电导率的变化完全是由于反应物OH-不断被产物CH3OO-所取代而引起的。而OH-的电导率比CH3COO-大得多，所以，随着反应的进行，OH-浓度不断减小，溶液电导率不断降低。另外，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等于组成溶液的电解质的电导率之和。

基于上述两点假设，再考虑到反应开始时溶液电导率κ0完全取决于NaOH浓度，反应结束后溶液电导率κ∞完全取决于a浓度。

对于稀溶**系，令κ0、κt和κ∞分别表示反应起始时、反应开始后t时刻和反应终了时溶液的电导率。显然κ0是浓度为a的NaOH溶液的电导率，κ∞是浓度为a的a溶液的电导率，κt是浓度为（a－x）的NaOH与浓度为x的a溶液的电导率之和。由此可得到下列关系式：

κ0=κ1a（4）

κ∞=κ2a（5）

κt=κ1（a-x）+κ2x（6）

式中：κ1、κ2分别为NaOH和a的电导率与浓度的线性系数。

由（4）、（5）、（6）式可得：

x=aκ0-κtκ0-κ∞（7）

将（7）式代入（3）式，得：

κ0-κtκt-κ∞=akt（8）

或κt=1ak·κ0-κtt+κ∞（9）

由（8）式和（9）式可以看出，以κ0-κtκt-κ∞对t作图，或以κt对κ0-κtt作图均可得一条直线，由直线斜率可求得速率常数，后者无须测得κ∞值。