乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定
刘晓晖-文学改良刍议
2023年2月16日发(作者：ovm)1/5
电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数
一、实验目的
1.了解二级反应的特点，学会用图解计算法求取二级反应的速率常数；
2.用电导法测定乙酸乙酯皂化反应的速率常数，了解反应活化能的测定方法。
二、实验原理
乙酸乙酯皂化是一个二级反应，其反应式为：
在反应过程中，各物质的浓度随时间而变。某一时刻的OH-离子浓度可用标准酸进行滴定求
得，也可通过测定溶液的某些物理性质而得到。用电导仪测定溶液的电导值G随时间的变
化关系，可以监测反应进程，进而可求算反应的速率常数。二级反应的速率与反应物的浓度
有关。若反应物CH
3
COOC
2
H
5
和NaOH的初始浓度相同（均设为c），设反应时间为t时，
反应所产生的CH
3
COO-和C
2
H
5
OH的浓度为x，若逆反应可忽略，则反映物和产物的浓度
时间的关系为：
上述二级反应的速率方程可表示为：dx/dt=k(c-x)(c-x)（1）
积分得：kt=x/c(c-x)（2）
显然，只要测出反应进程中任意时刻t时的x值，再将已知浓度c代入上式，即可得到反应
的速率常数k值。
因反应物是稀水溶液，故可假定全部电离。则溶液中参与导电的离子有Na+、OH-和CH
3
COOH
等，Na+在反应前后浓度不变，OH-的迁移率比的大得多。随着反应时间的增加，OH-不断减
少，而CH
3
COO-不断增加，所以体系的电导值不断下降。在一定范围内，可以认为体系电
导值的减少量与CH
3
COONa的浓度x的增加量成正比，即：
t=t时，x=β(G
0
-G
t
)（3）
2/5
t=∞时，c=β(G
0
-G
∞
)（4）
式中G
0
和G
t
分别是溶液起始和t时的电导值,，G
∞
为反应终了时的电导值，β是比例系数。
将(3)、(4)代入(2)得：
kt=β(G
0
-G
t
)/cβ[(G
0
-G
∞
)-(G
0
-G
t
)]=(G
0
-G
t
)/c(G
t
-G
∞
)（5）
或写成(G
0
-G
t
)/(G
t
-G
∞
)=ckt（6）
从（6）式可知，只要测出G
0
、G
∞
和一组G
t
值，由(G
0
—G
∞
)/(G
t
—G
∞
)对t作图，应得一直
线，从其斜率即可求得速率常数k值。
三、实验仪器与试剂
数字电导仪停表
恒温水浴移液管(10mL)
双管电导池铂黑电极1支
洗耳球1个NaOH(0.0200、0.0400mol/L)
CH
3
COONa(0.0200mol/L)CH
3
COOC
2
H
5
（0.0400mol/L)
四、实验步骤
1.开启恒温水浴电源，将温度调至所需值25℃。开启电导率仪的热源预热。本实验用试管作
电导池。
2.配制溶液
分别配制0.0200mol/LNaOH、0.0400mol/LNaOH、0.0200mol/LCH
3
COONa、0.0400mol/L
CH
3
COOC
2
H
5
各50mL。
3.G
0
的测定
（1）洗净烧杯并烘干，倒入适量0.0200mol/LNaOH溶液（以能浸没铂黑电极并高出1cm
为宜）。
（2）用电导水洗涤铂黑电极，再用0.0200mol/LNaOH溶液淋洗，然后置入烧杯。
（3）将安好的烧杯置于已恒温的水浴中恒温10min。
（4）测量溶液的电导(率)值，每隔2min测量一次，共3次，取其平均值。
4.G
∞
的测定
实验测定过程不可能进行到t=∞，且反应也并不完全可逆,故通常以0.0200mol/L的
CH
3
COONa溶液的电导(率)值作为G
∞
，测量方法与G
0
的测量方法相同。但必须注意，每次
更换测量溶液时，须用电导水淋洗电极和试管，再用被测溶液淋洗3次。
5.G
t
的测定
3/5
（1）电导池和电极的处理方法与上述相同，装后置烧杯中。
（2）用移液管量准确取10mL0.0400mol/LNaOH溶液放入洗净并干燥的烧杯，用另一支移
液管吸取10mL0.0400mol/LCH
3
COOC
2
H
5
溶液注入烧杯中，均置于恒温水浴中恒温10分
钟。
（3）将CH
3
COOC
2
H
5
溶液快速倒入烧杯中，溶液倒入一半时，开始记时，并继续倒完，使
溶液混合均匀，并立即测量溶液的电导（率）值。注意不要使溶液逸出。
（4）每隔2min测量一次，测15次，再每隔5分钟测一次，测4次，直至电导(率)值基本
不变为止，共19个数据。除记录第一个数据的外，其它各数据在测量时，应该尽量保持在
整数分钟时测定，以便于进行数据处理。整个反应约需时45min～1h。
（5）反应结束后，倒掉反应液，洗净烧杯和电导电极。
五、实验数据记录及处理
1.数据记录及计算
表1G
0
和G
∞
的测定
工程
123
平均值
G
0
×103（μs/cm）
2.752.752.452.65
G
∞
×103（μs/cm）
0.970.940.950.95
表2G
t
的测定
次数时间（t/min）
G
t
/(μs/cm)(G
0
-G
t
)/(G
t
-G
∞
)
123.04-0.1866
242.88-0.1192
362.75-0.0556
482.640.0059
5102.540.0692
6122.450.1333
7142.380.1888
8162.310.2500
9182.250.3077
10202.200.3600
11222.150.4167
4/5
12242.100.4783
13262.060.5315
14282.020.5888
15301.990.6346
16351.920.7526
17401.850.8889
18451.801.0000
19501.751.1250
2、数据处理
经线性拟合，得反应速率常数k为0.02733min-1·mol-1·L。
六、思考题
1．为何本实验要在恒温条件下进行，而且CH
3
COOC
2
H
5
和NaOH溶液在混合前要预先恒温？
答：温度对反应速率常数k影响很大，故反应过程应在恒温条件下进行。
2．反应分子数与反应级数是两个完全不同的概念，反应级数只能通过实验来确定。试问如
何从实验结果来验证乙酸乙酯反应为二级反应？
5/5
答：选择不同的乙酸乙酯浓度和氢氧化钠浓度，测定不同浓度的反应物在相同反应条件下的
反应速率。
3．乙酸乙酯皂化反应为吸热反应，试问在实验过程中如何处置这一影响而使实验得到较好
的结果？
答：在恒温水浴中进行，并尽量采用稀溶液已控制反应速率，并不断搅拌。
4．如果CH
3
COOC
2
H
5
和NaOH溶液均为浓溶液，试问能否用此方法求得k值？为什么？
答：不能。这时体系的影响因素太多了。比如大量放热使体系温度不恒定，溶液较大的粘度
对反应也有影响。