实验十四乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定 一、实验目的 1,用电导法测定乙酸乙酯皂化反应速率常数。 2.进一步掌握电导率仪的使用方法。 二、实验原理 酯在碱性介质中的水解反应习惯上称为皂化。乙酸乙酯皂化反应如下式所示. NaOH+CHaCOOC2 Hs (10-73) 为二级反应，速率方程为： r=-(a-x)(b-z) (10-74) 式中，a、b为NaOH、CHCO0CHs的起始浓度，a一x,b-x和x表示反应任一时刻 时NaOH、CH,COOC2Hs和皂化产物CH;COONa、CaH5OH的浓度。为处理方便起见， 在设计实验时使a-b,反应速率方程简化为： r==k(a-x)2 (10-75) 积分得 k-at(a-x) (10-76) 皂化反应的逆反应很少，可认为能完全进行，稀溶液中NaOH、CHgCOONa可完全电 离，反应各阶段各物质的浓度见表10-7。 表10-7乙酸乙酯皂化反应各阶段各物质浓度 时间 NaOH CH-COOC:H:CH:COONA CHOH 0 a 0 0 a- 浓度可用化学方法测定从而算得反应速率常数k,k也可以用物理方法直接测定。 一般来说 化学方法比较繁杂，物理方法简捷和准确。本实验采用电导法。根据是：①溶液中OH的电导 率比CHCO0大很多且随反应的进行而减少，整个体系电导变化明显：②稀溶液中各强电解质 的电导率与其浓度成正比；③溶液总电导率等于各电解质电导率之加和。于是， (10-77) Koo=A2a (10-78) %=A,(a-r)+A,a (10-79) 式中，A1和A2是与温度、溶剂、电解质性质有关的比例常数：、为反应开始和终了 时溶液的电导率（反应起始时只有NaOH导电，终了时只有CH3 COONa导电）；K是时间 时溶液的总电导率。由此三式得 =(德之加 (10-80) 代入式(10-76) k=是) (10-81) 整理得 =十，飞 (10-82) 因实验中用同一支电导电极，式(10-82)中的电导率心可用实测之电导G代替。二者关 系为K=KG,K为电导池常数，同一电极是相同的，在式(1082)中可以消去，放得： G,=G+(,G) (10-83) -1
以G,对S0一C作图，图像为直线，从斜率2可算得k 三、仪器与试剂 恒温槽1套；DDS-11A数显电导率仪1台：DJS1型电导电极1支：秒表1块。 250mL容量瓶1个，150mL锥形瓶3个；25mL移液管3支，1mL吸量管1支。 乙酸乙酯（二级）：标准NaOH溶液（约0.02mol/L,标定出准确值）。 四、实验步骤 1.配制乙酸乙酯溶液，其浓度要与标准NaOH溶液相同。室温下乙酸乙酯相对密度为 Q9,要配制250mL溶液需纯乙酸乙酯V(mL,V-婴85，：为标准N0H溶液浓度。 88.06为乙酸乙酯摩尔质量。用吸量管吸取V(mL)乙酸乙酯移人已盛有适量水的250ml 容量瓶中稀释至刻度 2.用移液管吸取标准NaOH溶液25mL置于干燥的锥形瓶中并用纯水准确稀释1倍， 放入25C恒温槽恒温5min。开启电导率仪电源预热10min,将电导电极插人溶液浸没铂片， 测定溶液的电导，测三次取平均值。此值即为反应开始时（零时）的电导G 3.用移液管吸取25mL标准NaOH溶液和25mL乙酸乙酯溶液分别置于干燥的锥形瓶 中，两锥形瓶同时放人25C恒温槽内恒温。5min后将一瓶中的溶液倒人另一瓶内混合，再 将混合的溶液倒回前一瓶内，如此往复两三次可认为两溶液已混合均匀。两溶液混合后仍放 回恒温槽恒温。当两溶液刚混合时开启秒表计时，至6min测定溶液电导，以后每隔2min 测一次，12min后每隔4min,40min后每隔6min,至64min测定结束，共测G6、Gg、Go G2、G16、G20、G4、G8、G2、G6、G40、G6、G2、G8、G十五个数据。 五、数据处理 1.列出数据表。 2.作G,G0,G图，求直线斜率，计算反应速率常数。标准NaOH溶液浓度和乙酸乙 酯溶液浓度已知且相等，从斜率求速率常数时式中a=气。 六、启示、思考、讨论 1.由于空气中CO2会溶入标准NaOH溶液中使浓度改变，因此配制时需用煮沸的电 导水；在配好的溶液瓶上安装碱石灰吸收管防止CO2溶入。乙酸乙酯也要新配。 2.乙酸乙酯溶液更精确的配制方法举例如下：设要配制250mL0.02mol/L的乙酸乙酯 溶液，算出所需纯乙酸乙酯的质量为0.4403g。在250mL容景瓶中加人少量电导水（重蒸 馏水)，准确称量，然后用小滴瓶的滴管滴人5滴乙酸乙酯，摇匀后称重，估算每滴乙酸乙 酯的质量和所需的滴数。控制滴人乙酸乙酯的滴数直至接近所猫的加人量，摇匀再称量。最 后几滴，为避免超量可采用滴管口刚接触到滴瓶中的乙酸乙酯液面，让它借毛细作用进入滴 管，然后滴人容量瓶。称量乙酸乙酯的量与预先计算的0.4403g相差不得超过1mg。 3.实验步骤3中氢氧化钠溶液与乙酸乙酯溶液混合的方法简便可行，所引起的误差并 不大。更好一些的装置和方法有双管皂化池和夹层皂化管等
4.考察式(10-81)=上(@- at{k一Koo 整理可得-总=a,或电导率K用电导G代卷会忌 如。以aG对：作图，直线线性要比本实骏处理数据为好，得到的值也更准确。这样就需 测定反应终了时的电导G,可自行设计实验测定G。。有哪几种方法？哪种方法最好？ -3