一、 实验目的与要求
2. 测定乙酸乙酯皂化反应的速度常数。
3. 熟悉电导率仪的使用方法。
二、 实验原理
乙酸乙酯皂化反应方程式为：
在反应过程中，各物质的浓度随时间而改变 （注：Na＋在反应前后浓度不变）。若乙酸乙酯的初始浓度为a， 氢氧化钠的初始浓度为b， 当时间为t时， 各生成物的浓度均为x， 此时刻的反应速度为
式中， k——反应的速率常数。
将上式积分可得
不同时刻各物质的浓度可用化学分析法测出，例如分析反应中的OH－浓度，也可用物理法测量溶液的电导而求得。 在本实验中采用后一种方法， 即用电导法来测定。
电导是导体导电能力的量度， 金属的导电是依靠自由电子在电场中运动来实现的， 而电解质溶液的导电是正、 负离子分别向阳极、 阴极迁移的结果， 电导L是电阻R的倒数。
式中，A为导体的截面积；l为导体的长度；Lg称电导率。它的物理意义是：当l＝1m， A＝1m2时的电导。对一种金属，在一定温度下，Lg是一定的。电解质溶液的Lg不仅与温度有关，而且与溶液中的离子浓度有关。在有多种离子存在的溶液中，Lg是各种离子迁移作用的总和， 它与溶液中离子的数目、 离子所带电荷以及离子迁移率有关。 在本实验中， 由于反应是在较稀的水溶液中进行的，可以假定CH3COONa全部电离，反应前后溶液中离子数目和离子所带电荷不变。但由于CH3COO－的迁移率比OH－的迁移率小，随着反应的进行， OH－不断减少，CH3COO－的浓度不断增加，故体系电导率值会不断下降。在一定范围内，可以认为体系的电导率的减少量和CH3COO－的浓度x增加量成正比，在t时刻，
x＝K（L0－Lt） （5－4）
式中，L0——起始时的电导率；
Lt——t时刻的电导率。
当t＝t¥时，反应终了，CH3COO－的浓度为a，即
a＝K（L0－L¥） （5－5）
式中，L¥——反应终了时的电导率；
K——比例常数。
将式（5－4）和式（5－5）代入式（5－3）得
或写成
或
反应的活化能可根据阿累尼乌斯公式求算：
积分得
式中，k1、k2——分别对应于温度T1、T2的反应速率常数；
R——气体常数；
Ea——反应的活化能。
三、 仪器与药品
1. 仪器
DDS型电导率仪1台、电导池1只、 恒温槽1套、100m L恒温夹套反应器1个、0.5m L移液管1支、100m L移液管1支、50m L的烧杯1个、50m L滴定管1支、250m L锥形瓶3个、 秒表1块、 吸耳球1只。
2. 药品
Na OH（分析纯）、CH3COOC2H5试剂（分析纯）、酚酞指示剂溶液。
四、 实验步骤
①打开恒温槽， 使其恒温在25℃±0.2℃。
②打开电导率仪， 对电导率仪进行0点及满刻度校正， 并认真检查所用电导电极的常数， 然后用旋钮调至所需的位置。
③Na OH溶液的配制 （室温下）。
用一个小烧杯配制少量的浓Na OH溶液， 在1000m L的广口瓶装入约900m L的蒸馏水， 将所选用实验仪器的测量电极插入水中， ①如果选用电导率仪测量， 在电磁搅拌条件下， 逐滴加入浓Na OH溶液到L＝1300～1400μS／cm； ②如果选用离子分析仪测量， 在电磁搅拌条件下， 逐滴加入浓Na OH溶液到p H＝12.00左右。
④Na OH溶液的滴定 （室温下）。
将配制好的Na OH溶液用滴定管和酚酞指示剂在室温下进行浓度测定， 重复三次以上，取平均值。
⑤L0（或p H0） 的测定（冬天25.00℃或夏天30.00℃）。
取100m L配制且滴定好的Na OH溶液置于恒温夹套反应器中，插入洗净且吸干水的测量电极，恒温10min，等电导仪上的读数稳定后，每隔1min读取一次数据，测定三个平行的数据。
⑥Lt（或p Ht） 的测定（冬天25.00℃或夏天30.00℃）。
完成L0（或p H0） 的测定后，使用小容量的移液管移取所需用量的乙酸乙酯，穿过大口玻璃套， 将乙酸乙酯全部放入溶液中， 不要遗留在玻璃套的内壁上， 以免浓度不准。 放到一半时打开秒表计时， 读数平稳变化后， 尽快测量第一组数据， 以后每隔1min读一次数， 15min后每隔2min读一次数， 进行到35min后结束。
⑦根据需要进行其他测量。
⑧按步骤⑤、 ⑥和⑦在第二个温度 （冬天30.00℃或夏天35.00℃） 下进行测量。
五、 数据记录及处理
①Na OH溶液的滴定数据 （表5.7）。
表5.7 数据记录
②L0（或p H0）和Lt（或p Ht）的测定（表5.8）。
表5.8 数据记录
③用恰当的关系式作图得一直线， 并根据斜率求反应速率常数k。
④由k25、k30，根据阿仑尼乌斯公式
求出反应的活化能Ea。
六、 思考题
1. 化学反应动力学研究哪两个方面？
2. 化学反应动力学的三个重要参数是什么？一般情况下，哪一个参数应该先被实验确定？
3. 溶液均相化学反应实验研究的重要测量起点是什么？
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