乙酸乙酯皂化反應(yīng)

乙酸乙酯的皂化反應(yīng)是一個典型的二級反應(yīng)：CH3COOC2H5+OH-→CH3COO-+C2H5OH

設(shè)反應(yīng)物乙酸乙酯與堿的起始濃度相同，則反應(yīng)速率方程為：r = =kc2

積分后可得反應(yīng)速率系數(shù)表達(dá)式：

推導(dǎo)式中：為反應(yīng)物的起始濃度;c為反應(yīng)進(jìn)行中任一時刻反應(yīng)物的濃度。為求得某溫度下的k值，需知該溫度下反應(yīng)過程中任一時刻t的濃度c。測定這一濃度的方法很多，本實(shí)驗(yàn)采用電導(dǎo)法。

用電導(dǎo)法測定濃度的依據(jù)是：

(1)溶液中乙酸乙酯和乙醇不具有明顯的導(dǎo)電性，它們的濃度變化不致影響電導(dǎo)的數(shù)值。同時反應(yīng)過程中Na+的濃度始終不變，它對溶液的電導(dǎo)有固定的貢獻(xiàn)，而與電導(dǎo)的變化無關(guān)。因此參與導(dǎo)電且反應(yīng)過程中濃度改變的離子只有OH-和CH3COO-。

(2) 由于OH-的導(dǎo)電能力比CH3COO-大得多，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，OH-逐漸減少而CH3COO-逐漸增加，因此溶液的電導(dǎo)隨逐漸下降。

(3) 在稀溶液中，每種強(qiáng)電解質(zhì)的電導(dǎo)與其濃度成正比，而且溶液的總電導(dǎo)等于溶液中各離子電導(dǎo)之和。設(shè)反應(yīng)體系在時間t=0，t=t 和t=∞時的電導(dǎo)可分別以G0、Gt 和G∞來表示。實(shí)質(zhì)上G0是NaOH溶液濃度為時的電導(dǎo)，Gt是 NaOH溶液濃度為c時的電導(dǎo)與CH3COONa溶液濃度為- c時的電導(dǎo)之和，而G∞則是產(chǎn)物CH3COONa溶液濃度為 時的電導(dǎo)。即：

G0=K反c0

G∞=K產(chǎn)c0

Gt=K反c+K產(chǎn)(c0- c)

式中K反，K產(chǎn)是與溫度，溶劑和電解質(zhì)性質(zhì)有關(guān)的比例系數(shù)。

處理上面三式，可得

G0- Gt=(K反- K產(chǎn))(c0- c)

Gt- G∞=(K反- K產(chǎn))c

以上兩式相除，得代入上面的反應(yīng)速率系數(shù)表達(dá)式，得k=上式可改寫為如下形式：Gt= + G∞

以Gt對作圖，可得一直線，直線的斜率為，由此可求得反應(yīng)速率系數(shù)k，由截距可求得G∞。

二級反應(yīng)的半衰期t1/2 為：t1/2=

可見，二級反應(yīng)的半衰期t1/2 與起始濃度成反比。由上式可知，此處t1/2 即是上述作圖所得直線之斜率。

若由實(shí)驗(yàn)求得兩個不同溫度下的速率系數(shù)k，則可利用阿累尼烏斯(Arrhenius)公式：ln=()

計算出反應(yīng)的活化能Ea。

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