來源:網絡資源 2021-09-09 15:09:52
乙酸乙酯皂化反應
乙酸乙酯的皂化反應是一個典型的二級反應:CH3COOC2H5+OH-→CH3COO-+C2H5OH
設反應物乙酸乙酯與堿的起始濃度相同,則反應速率方程為:r = =kc2
積分后可得反應速率系數表達式:
推導式中:為反應物的起始濃度;c為反應進行中任一時刻反應物的濃度。為求得某溫度下的k值,需知該溫度下反應過程中任一時刻t的濃度c。測定這一濃度的方法很多,本實驗采用電導法。
用電導法測定濃度的依據是:
(1)溶液中乙酸乙酯和乙醇不具有明顯的導電性,它們的濃度變化不致影響電導的數值。同時反應過程中Na+的濃度始終不變,它對溶液的電導有固定的貢獻,而與電導的變化無關。因此參與導電且反應過程中濃度改變的離子只有OH-和CH3COO-。
(2) 由于OH-的導電能力比CH3COO-大得多,隨著反應的進行,OH-逐漸減少而CH3COO-逐漸增加,因此溶液的電導隨逐漸下降。
(3) 在稀溶液中,每種強電解質的電導與其濃度成正比,而且溶液的總電導等于溶液中各離子電導之和。設反應體系在時間t=0,t=t 和t=∞時的電導可分別以G0、Gt 和G∞來表示。實質上G0是NaOH溶液濃度為時的電導,Gt是 NaOH溶液濃度為c時的電導與CH3COONa溶液濃度為- c時的電導之和,而G∞則是產物CH3COONa溶液濃度為 時的電導。即:
G0=K反c0
G∞=K產c0
Gt=K反c+K產(c0- c)
式中K反,K產是與溫度,溶劑和電解質性質有關的比例系數。
處理上面三式,可得
G0- Gt=(K反- K產)(c0- c)
Gt- G∞=(K反- K產)c
以上兩式相除,得代入上面的反應速率系數表達式,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,由此可求得反應速率系數k,由截距可求得G∞。
二級反應的半衰期t1/2 為:t1/2=
可見,二級反應的半衰期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。
若由實驗求得兩個不同溫度下的速率系數k,則可利用阿累尼烏斯(Arrhenius)公式:ln=()
計算出反應的活化能Ea。
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