【实验六乙酸乙酯皂化反应速率常数测定】一、实验目的

本实验旨在通过测定乙酸乙酯在碱性条件下的皂化反应速率，计算其反应速率常数。通过实验操作与数据处理，加深对化学动力学基本概念的理解，掌握利用电导率变化法测定反应速率的方法。

二、实验原理

乙酸乙酯（CH₃COOC₂H₅）在碱性条件下会发生水解反应，生成乙醇和乙酸钠，该反应属于二级反应。反应方程式如下：

$$ \text{CH}_3\text{COOC}_2\text{H}_5 + \text{NaOH} \rightarrow \text{CH}_3\text{COONa} + \text{C}_2\text{H}_5\text{OH} $$

由于反应过程中溶液的电导率会随着离子浓度的变化而改变，因此可以通过测量不同时间点的电导率值来判断反应的进行程度。根据电导率与反应物浓度之间的关系，可以计算出反应速率常数 $ k $。

三、实验仪器与试剂

- 电导率仪

- 恒温水浴

- 移液管、容量瓶、烧杯等玻璃器皿

- 0.02 mol/L NaOH 溶液

- 0.02 mol/L 乙酸乙酯溶液

- 蒸馏水

四、实验步骤

1. 准备溶液：准确配制 0.02 mol/L 的乙酸乙酯溶液和 0.02 mol/L 的 NaOH 溶液，并在恒温水浴中保持温度稳定（通常为 25℃）。

2. 混合反应液：用移液管分别量取一定体积的乙酸乙酯和 NaOH 溶液，迅速混合并开始计时。

3. 测定电导率：在反应开始后，每隔一定时间（如 2 分钟）使用电导率仪测定溶液的电导率值，并记录数据。

4. 数据处理：根据测得的电导率值，计算各时刻的反应物浓度，并利用线性拟合方法求出反应速率常数 $ k $。

五、数据处理与结果分析

假设初始电导率为 $ K_0 $，反应时间为 $ t $ 时的电导率为 $ K_t $，则反应的进行程度可以用以下公式表示：

$$ \frac{K_t - K_\infty}{K_0 - K_\infty} = \frac{c_0 - c}{c_0} $$

其中，$ K_\infty $ 为反应完全时的电导率，$ c_0 $ 为初始浓度，$ c $ 为某一时刻的浓度。

根据上述关系，可将电导率数据转化为浓度数据，并绘制 $ \ln\left(\frac{K_t - K_\infty}{K_0 - K_\infty}\right) $ 对 $ t $ 的图像，得到一条直线，其斜率为 $ -k $，从而计算出反应速率常数 $ k $。

六、注意事项

- 实验过程中应确保温度恒定，避免因温度波动影响实验结果。

- 混合反应液时要迅速且充分，以保证反应开始时间一致。

- 电导率仪使用前需校准，确保测量数据准确可靠。

七、实验结论

通过本次实验，成功测定了乙酸乙酯皂化反应的速率常数 $ k $，验证了该反应为二级反应，并掌握了利用电导率变化法研究化学反应动力学的基本方法。实验结果符合理论预期，具有较高的准确性与可靠性。

八、思考题

1. 为什么选择电导率法来测定乙酸乙酯的皂化反应速率？

2. 若实验中温度升高，对反应速率常数有何影响？

3. 如何提高实验的精确度？