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实验十四 乙酸乙酯皂化反 应速率常数及活化能的测定 一、实验目的 1．测定乙酸乙酯的皂化反应速率常数和活化 能。 2．了解二级反应的特点，学会用图解法求出 二级反应速率常数。 3．熟悉电导率仪的使用方法。 二、实验原理 乙酸乙酯皂化的反应式为： + – – + CH COOC H + Na + OH — → CH COO +Na + C H OH 3 2 5 3 2 5 该反应是一个典型的二级反应，其速率方程可用下 式表示： dx/dt = k （a – x ）（b – x ） （14— 1） 式中：a、b分别表示反应物酯和碱的初浓度； x为经t时间减少的酯和碱的浓度； k为反应速率常数。 当将反应物酯和碱采用相同的起始浓度a。则式 （14— 1）简化为： d 2 x/dt = k （a – x ） 积分后得 x kt a (a x ) − （14—2） 由式（14—2）可看出，原始浓度a是已知的，只要 测出t时的x值，就可算出反应速率常数k值。本实 验采用电导法测定时间和浓度的关系。 在稀溶液中有： κ = A a （14— 3） 0 1 κ = A a （14—4） ∞ 2 κ = A （a – x ） + A x （14—5） t 1 2 式中： κ 、κ 、κ 、分别表示反应时间为0、t、 0 t ∞ ∞（反应完毕）时的电导率； A 、A 为比例常数，其值与温度、溶剂以及电解 1 2 质的性质有关。 由式（14— 3）、（14—4）、（14—5）联立解出： x = a （κ – κ ）/（ κ – κ ） （14—6） 0 t 0 ∞ 将式（14—6）代入式（14—2）得 k = 1/ta · （κ0 – κt）/（ κt – κ∞） （14—7） κt = 1/ka · （κ0 – κt）/t + κ∞ （14—8） 可以看出κt对（κ0–κt）／t作图可得一直线，其斜 率等于1／ka，反应初始浓度a已知，故可由直线 的斜率求得反应速率常数k值。 反应速率常数k与温度T的关系可用阿累尼乌斯 （Arrhenius）方程式表示， E 1 1 k k a ln / −( − ) 2 1 R T T （14— 10） 2 1 Ea为活化能，只要测得两个温度T1和T2下的反应速 率常数k1和k2值，便可由式（14— 10）计算出该 反应在T1～T2范围内的