乙酸乙酯的皂化反应是典型的二级反应，反应方程式为CH3COOC2H5+OH-→CH3COO-+C2H5OH。若反应物乙酸乙酯与碱的起始浓度相同，反应速率方程为r=kc^2，其中c为反应进行中任一时刻反应物的浓度。为了确定某温度下的k值，需了解反应过程中任一时刻t的浓度c。本实验采用电导法测定浓度。
用电导法测定浓度的依据包括：溶液中乙酸乙酯和乙醇不具有明显的导电性，它们的浓度变化不会影响电导的数值。同时反应过程中Na+的浓度始终不变，对溶液电导的贡献固定，与电导变化无关。因此，参与导电且反应过程中浓度改变的只有OH-和CH3COO-。OH-的导电能力比CH3COO-大得多，随着反应的进行，OH-逐渐减少而CH3COO-逐渐增加，因此溶液的电导随逐渐下降。在稀溶液中，每种强电解质的电导与其浓度成正比，且溶液的总电导等于各离子电导之和。
设反应体系在t=0、t=t和t=∞时的电导分别以G0、Gt和G∞表示。实质上，G0是NaOH溶液浓度为c0时的电导，G∞是产物CH3COONa溶液浓度为c0时的电导，而Gt是NaOH溶液浓度为c时的电导与CH3COONa溶液浓度为c0-c时的电导之和。即：G0=K反c0，G∞=K产c0，Gt=K反c+K产(c0-c)。式中K反和K产是与温度、溶剂和电解质性质有关的比例系数。处理这三式，可得G0-Gt=(K反-K产)(c0-c)，Gt-G∞=(K反-K产)c。两式相除，得
将上述反应速率系数表达式代入，得k=。此式可改写为Gt=+G∞。以Gt对作图，可得一直线，直线的斜率为，由此可求得反应速率系数k，由截距可求得G∞。二级反应的半衰期t1/2为t1/2=。可见，二级反应的半衰期t1/2与起始浓度成反比。由上式可知，此处t1/2即是上述作图所得直线之斜率。
若由实验求得两个不同温度下的速率系数k，则可利用阿累尼乌斯(Arrhenius）公式ln=()计算出反应的活化能Ea。
下载本文
