乙酸乙酯的皂化反應(yīng)是一個(gè)典型的二級(jí)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(shí)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(guò)程中任一時(shí)刻t的濃度c.測(cè)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(cè)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(shí)反應(yīng)過(guò)程中Na+的濃度始終不變,它對(duì)溶液的電導(dǎo)有固定的貢獻(xiàn),而與電導(dǎo)的變化無(wú)關(guān).因此參與導(dǎo)電且反應(yīng)過(guò)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(shí)間t=0,t=t 和t=∞時(shí)的電導(dǎo)可分別以G0、Gt 和G∞來(lái)表示.實(shí)質(zhì)上G0是
NaOH溶液濃度為時(shí)的電導(dǎo),Gt是 NaOH溶液濃度為c時(shí)的電導(dǎo)與CH3COONa溶液濃度為- c時(shí)的電導(dǎo)之和,而G∞則是產(chǎn)物CH3COONa溶液濃度為 時(shí)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(duì)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(jí)反應(yīng)的半衰期t1/2 為：
t1/2=
可見(jiàn),二級(jí)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(gè)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(jì)算出反應(yīng)的活化能Ea.
你恐怕要自己代入數(shù)值計(jì)算才可以得到