北京大学《物理化学实验》实验 报告：乙酸乙酯皂化反应乙酸乙酯皂化反应摘 要：本实验测算乙酸乙酯皂化反应的速率常数及活化能利用乙酸乙酯皂化 反应前后反应物与产物的电导率的不同，使用电导率仪监测反应进度，确定体 系电导率随反应时间的变化利用测得电导率与各物种浓度的关系，代入二级 反应动力学方程进行拟合，计算得到在 (44.00±0.05) °C时该反应速率常数为(0・395±0・002) L・mol-i・s-i并结合6个不同温度下测得的速率常数，利用Arrhenius公式计算得该反应的活化能为(52.5±2.0) kJ・mol-i 关键词：电导率；速率常数；活化能1 实验部分1・1 仪器和药品DDS-I1A型电导率仪,恒温槽,万分之一天平，夹层皂化管,大试管,50及100mL 容量瓶，25mL移液管，停表乙酸乙酯(AR)，NaOH(0・02052mol・L-i),二次水1・2 实验步骤1・2・1 调节恒温槽打开恒温槽，调节温度至44.00C调节温度时先设定温度为43C左右，待恒温 槽温度稳定后再缓慢调节(防止温度飞升)，使温度到达(44・00±0・05)C待温度 稳定在44・00C后，关闭大加热开关，拧紧调节旋钮防止温度发生较大波动。
1・2・2 配制乙酸乙酯溶液向100mL容量瓶中加入约三分之二体积的水，再用100pL微量注射器加入乙酸 乙酯0・1798g (理论应加入量0・1808g)加入乙酸乙酯时确保将酯直接滴到水面 上，定容，摇匀1・2・3测定k0用 50mL 容量瓶将氢氧化钠溶液准确稀释一倍将稀释后的氢氧化钠溶液一部 分倒入大试管，剩下的淋洗铂黑电极，再将电极插入大试管，恒温 10min物理化学实验旋钮至电导池常数（实际使用的电导率仪的常数为0.979）,再拨到“测量”，读 出示数并记录1.2.4 测定 Kt用移液管移取25mL氢氧化钠溶液至内管，移取25mL乙酸乙酯至夹层皂化管 外管，塞好盖子，和一支干燥洁净的大试管一起恒温lOmino取出皂化管，倾斜使氢氧化钠和乙酸乙酯全部混合，同时开始计时摇晃使溶 液混匀，然后快速将一部分溶液倒入大试管至接近一半高度，剩下溶液淋洗钳 黑电极，并将电极插入大试管，从2min开始，每隔2min记录一次数据，30min 后每4min记录一次测定总时长为46mino共平行测定三次1.2.5清洗仪器将皂化管和大试管用蒸馆水洗净、烘干，容量瓶用蒸憾水洗净，微量注射器洗 净并烘干电极用去离子水洗净后插入装有去离子水的大试管中。
2数据记录与处理2.1实验数据记录测定旳前的准备数据记录如下表：表1准备数据Af/(mg)CNaoH/(mol L?) k./(S m1)179.80.02052 0.329三次平行Kt的数据记录如下表:表2反应过程中电导率数据记录第一次测量t/(min)MS .m1)t/(min)幻/(S .m1)t/(min)MS -m1)t/{min)MSm1)20.258120.179220.158340.14840.231140.173240.155380.14660.210160.168260.153420.14打开 电导0.197180.164280.151460.142率仪， 调节 “温 度”旋 钮至 25C 将“选 择”旋 钮拨 到“校 正”， 调“常 数”8100.187200.160300.150第二次测量K/(S・ m-1)〃(m in)K/(S・ m-1)〃(m in)k/(S・ m-1)t/( mi n)K/(S •m-1)0.256120.175220.154340.143t/( mi n)40.226140.169240.152380.14160.206160.164260.150420.14080.192180.160280.148460.138100.182200.157300.146第三次测量t/(K/(S・t/(mK/(S・t/(mK/(S・t/(K/(Smim-1)in)m-1)in)m-1)mi•m-1)n)n)20.254120.173220.153340.14340.224140.167240.151380.14160.205160.163260.149420.13980.191180.159280.147460.138100.181200.156300.145注：测定温度均为43.95~44.00°C。
2.2 数据处理和速率常数计算2.2.1 第一次测量图1第一次测量中体系的K-t图a a）曲线由OriginPro 9.1进行B-Spline拟合得到第一次测量数据处理如下：表 1第一次测量数据处理t/sk /(S・m-i)t(K -K)/0t(S・m-i)(K -K) /1 /0t(10-4・S・m-i・s-i)1200.2580.0715.922400.2310.0984.083600.2100.1193.314800.1970.1322.756000.1870.1422.377200.1790.1502.088400.1730.1561.869600.1680.1611.6810800.1640.1651.5312000.1600.1691.41物理化学实验13200・1580・1711・3014400・1550・1741・2115600・1530・1761・1316800・1510・1781・0618000・1500・1790・9920400・1480・1810・8922800・1460・1830・8025200・1440・1850・7327600・1420・1870・68作Kt -(K0-Kt)/t图，如图2(480s之前的数据偏离太大，故舍去)。
KO-Kt)/t (IOwSE-^S-1)图2第一次测量数据的叫-K-Q/t图拟合曲线：y=(O・0265±0・0003)x+(0・1238±O・OOO4),血=0・9983由电导率与浓度的关系以及二级反应动力学方程，有：心一 K2 t + kkat 8初始浓度 a=0・O1O26 mol/L・ 1/(ka)=(0・0265±0・0003) s・ 则可得速率常数k=(O・368±0・004) L・mol-1 ・s-i・物理化学实验2.2.2 第二次测量图3第二次测量中体系的K图第二次测量数据处理如下：表 2第二次测量数据处理t/sk /(S・m-i)t(k -k)/0t(S・m-i)(k -k) /1 /0t(10-4・S・m-i・s-i)1200.2560.0736.082400.2260.1034.293600.2060.1233.424800.1920.1372.856000.1820.1472.457200.1750.1542.148400.1690.1601.909600.1640.1651.7210800.1600.1691.56物理化学实验12000・1570・1721・4313200・1540・1751・3314400・1520・1771・2315600・1500・1791・1516800・1480・1811・0818000・1460・1831・0220400・1430・1860・9122800・1410・1880・8225200・1400・1890・7527600・1380・1910・69作Kt -(K0-Kt)/t图，如图4(480s之前的数据偏离太大，故舍去)。
KO-Kt)/t (10-4・S・m-i・s-i)图4第二次测量数据的叫-(吟叫)/1图拟合曲线：y=(O・O251±0・00O2)x+(O・1207±O・OOO2),血=0・9994由电导率与浓度的关系以及二级反应动力学方程，有：1/(ka)=(0・0251±0・0002) s・又已知初始浓度，故k=(0・388±0・003) L・mol-i・ s-1.物理化学实验2.2.3第三次测量图5第三次测量中体系的K图第三次测量数据处理如下：表 3第三次测量数据处理t/sk /(S・m-i)t(K -K)/0t(S・m-i)(K -K) /1 /0t(10-4・S・m-i・s-i)1200.2540.0756.252400.2240.1054.383600.2050.1243.444800.1910.1382.886000.1810.1482.477200.1730.1562.178400.1670.1621.939600.1630.1661.73物理化学实验1O8OO.159O.17O1.5712OOO.156O.1731.44132OO.153O.1761.33144OO.151O.1781.24156OO.149O.18O1.15168OO.147O.1821.O818OOO.145O.1841.O22O4OO.143O.186O.91228OO.141O.188O.82252OO.139O.19OO.75276OO.138O.191O.69作Kt -（K0-Kt）/t图，如图6（480s之前的数据偏离太大，故舍去）。
KO-Kt）/t （10-4・S・m-i・s-i）图6第三次测量数据的叫-（吟叫）/1图拟。