乙酸乙酯皂化反应速率系数的测定
一． 实验目的
1. 学习测定化学反应动力学参数的一种物理化学分析法——电导法。
2. 学习反应动力学参数的求解方法，加深理解反应动力学的特征。
3. 进一步认识电导测定的应用，熟练掌握电导率仪的使用。
二． 实验原理
对于二级反应：
A + B 产物
如果A、B两物质起始浓度相同，均为a，反应速率的表示式为：                     
上式定积分得：
实验测得不同t时的x值，计算相应的反应速率常数k。如果k值为常数，证明该反应为二级。通常，以～作图，若所得为直线，证明为二级反应，并可从直线的斜率求出k。 所以在反应进行过程中，只要能够测出反应物或生成物的浓度，即可求得该反应的k。
温度对化学反应速率的影响常用Arrhenius方程描述：
Ea为反应的活化能。假定活化能是常数，测定了两个不同温度下的速率常数k（T1）与k（T2）后可以按下式计算反应的活化能Ea：
乙酸乙酯皂化反应是一个典型的二级反应，其反应式为：
CH3COOC2H5 + OH－ CH3COO－ + C2H5OH
反应系统中，OH－电导率大，CH3COO－电导率小。所以，随着反应进行，电导率大的OH－逐渐为电导率小的CH3COO－ 所取代，溶液电导率有显著降低。对于稀溶液，强电解质的电导率κ与其浓度成正比，而且溶液的总电导率就等于组成该溶液的电解质的电导率之和。若乙酸乙酯皂化反应在稀溶液中进行，则存在如下关系式：
A1、A2是与温度、电解质性质和溶剂等因素有关的比例常数，κ0、κt、κ分别为反应开始、反应时间为t时和反应终了时溶液的总电导率。由以上式子可得：
整理可得：
因此，以～作图为一直线即说明该反应为二级反应，且由直线的斜率可求得速率常数k；由两个不同温度测得的速率常数k（T1）与k（T2），可以求出反应的活化能Ea。由于溶液中的化学反应实际上非常复杂，如上所测定和计算的是表观活化能。
三． 实验仪器和试剂
仪器：电导率仪1台；无纸记录仪1台；恒温水浴1套；DJS—1型电导电极1支；双管反应器2只；100mL容量瓶1个；20ml毫升移液管2支；0.2毫升刻度移液管1支。
试剂：0.0200mol/L NaOH溶液；分析纯乙酸乙酯；去离子水或蒸馏水。
四． 实验步骤
1. 仪器准备：了解电导率仪的使用和读数方法，调节表头零点，将“校正测量”开关打到校正位置，打开电源，预热数分钟，将电极常数调节器调到配套电极的相应位置，插入电极，连接记录仪，将“高周、低周”开关打到高周，仪表稳定后，旋动调整旋钮，使指针满刻
度。
2. 配置0.0200 mol/dm-3乙酸乙酯溶液：用0.2ml刻度移液管移取0.193ml，加到预先放好三分之二去离子水的100ml容量瓶中，然后稀释至刻度，加盖摇匀备用。
3. 测量： 将洁净干燥的双管反应器置于恒温水浴（20℃）中，用移液管取20毫升0.0200 mol/dm-3乙酸乙酯溶液，放入粗管。将电极用电导水认真冲洗3次，用滤纸小心吸干电极上的水，然后插入粗管，并塞好。用另一支移液管取20ml 0.0200 mol/dm-3 NaOH溶液放入细管，恒温约10min。用洗耳球迅速反复抽压细管两次，将NaOH溶液尽快完全压入粗管，使溶液充分混合。记录仪必须在反应前开始记录，大约25min可以停止测量。重复以上步骤，再次测定20℃以及化学实验报告25℃、30℃、35℃时反应的κ 。实验结束后，将电极用电导水冲洗后，浸入电导水中，将双管反应器洗净放入烘箱。
五． 数据处理
25℃时，速率系数k＝6.40 L/mol*min=0.1067 L/mol*s
35℃时，速率系数k＝12.20 L/mol*min=0.2033 L/mol*s
反应的活化能值45.10kJ
室温：10.19℃
实验数据记录参见附页
电导的数据为相对值，不影响k速率系数的计算
20℃A组
20℃B组
25℃
30℃
35℃
0.00000
6.70
0.00000
6.45
0.00000
6.79
0.00000
6.97
0.00000
7.88
0.00419
6.44
0.00190
6.34
0.00183
6.64
0.00379
6.72
0.00576
7.54
0.00288
6.27
0.00195
6.19
0.00178
6.48
0.00375
6.43
0.00544
7.20
0.00245
6.08
0.00186
6.05
0.00172
6.33
0.00335
6.15
0.00469
6.74
0.00221
5.89
0.00181
5.90
0.00160
6.19
0.00307
5.89
0.00410
6.39
0.00199
5.71
0.00174
5.74
0.00151
6.02
0.00283
5.7
0.00357
6.06
0.00184
5.52
0.00165
5.58
0.00143
5.88
0.00254
5.5
0.00308
5.78
0.00169
5.37
0.00154
5.48
0.00133
5.79
0.00230
5.31
0.00247
5.44
0.00156
5.24
0.00147
5.35
0.00125
5.69
0.00208
5.16
0.00223
5.32
0.00146
5.11
0.00140
5.22
0.00118
5.59
0.00191
5.02
0.00205
5.22
0.00137
5.00
0.00134
5.13
0.00113
5.49
0.00177
4.91
20℃A组曲线：
斜率为：872.63414    k为：0.057298 L/mol*s
20℃B组曲线：
斜率为：1711.89189  k为：0.029207 L/mol*s
25℃曲线：
斜率为：1451.64986    k为：0.034444 L/mol*s
30℃曲线：
斜率为：767.86867    k为：0.065115 L/mol*s
35℃曲线：
斜率为：583.72405    k为：0.085657 L/mol*s
根据25℃和35℃的k值计算得到的Ea值为：69.485kJ
六． 实验讨论
的测定是必须的。本实验数据处理的方式是在得到的曲线上抓到最高点作为0时间起点，而电导最高点对应的时间点有很多，采用不同的时间起点，得到的相对时间数据都会不一样，那么就会有很大的差别。20℃A组和B组得到的速率常数有很大的差别，关键原因就在于数据处理的方法上，也就是起点时间点有很大不同，导致得到的数据有很大不同。因此，在本次实验中是不可以在曲线图上得到，而必须是另外测定的。另外，上面得到的k的数据和理论值在有很大的不同，在处理数据的整个过程中都采用了国际单位制，没有查出导致数据差异的原因，但是从k的趋势上来看，随着温度的升高，k的值变大是正确的。本次实验和上次实验都遇到了数据处理方面的原因，从实验得到的数据处理出来和理论值甚至是风马牛不相及的，检查处理的方法完全是按照书本上来的，问题出在了什么地方，是因为数据处理方式上的不对？还是出在实验过程上？对此有很大的疑问。