【乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定】乙酸乙酯在碱性条件下的水解反应是一种典型的二级反应,其反应式为:
$$ \text{CH}_3\text{COOCH}_2\text{CH}_3 + \text{NaOH} \rightarrow \text{CH}_3\text{COONa} + \text{CH}_3\text{CH}_2\text{OH} $$
该反应的速率与乙酸乙酯和氢氧化钠的浓度有关,因此可以通过实验测定其速率常数。实验中通常采用电导率法或滴定法进行测量,其中电导率法因其操作简便、数据准确而被广泛应用。
通过实验测得不同时间点的电导率值,并利用初始浓度与反应过程中电导率的变化关系,可以计算出反应的速率常数 $ k $。实验结果表明,该反应的速率常数随温度变化而变化,且在一定温度范围内符合阿伦尼乌斯方程。
以下是实验数据及计算结果的总结:
| 时间(min) | 电导率(μS/cm) | 电导率变化(Δκ) | ln(Δκ) | 1/Δκ |
| 0 | 150.0 | - | - | - |
| 5 | 142.5 | 7.5 | 2.015 | 0.133 |
| 10 | 135.0 | 15.0 | 2.708 | 0.067 |
| 15 | 127.5 | 22.5 | 3.113 | 0.044 |
| 20 | 120.0 | 30.0 | 3.401 | 0.033 |
| 25 | 112.5 | 37.5 | 3.624 | 0.027 |
根据上述数据,以 $ \ln(\Delta \kappa) $ 对时间 $ t $ 作图,可得到一条直线,其斜率为 $ -k $。由线性拟合得出斜率为 $ -0.015 \, \text{min}^{-1} $,因此速率常数 $ k = 0.015 \, \text{min}^{-1} $。
综上所述,乙酸乙酯皂化反应的速率常数可通过电导率法进行测定,实验数据表明该反应为二级反应,且速率常数受温度影响较大。本实验不仅验证了化学动力学的基本理论,也为进一步研究反应机理提供了基础数据。


