【乙酸乙酯皂化反应速率常数的测定实验报告】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。通过本实验，可以进一步理解化学反应动力学的基本原理，掌握利用电导率法测定反应速率的方法，并加深对一级或二级反应特征的理解。

二、实验原理

乙酸乙酯（CH₃COOC₂H₅）在碱性条件下发生水解反应，生成乙醇和乙酸钠，该反应称为皂化反应。其反应方程式如下：

CH₃COOC₂H₅ + NaOH → CH₃COONa + C₂H₅OH

该反应属于典型的双分子反应，通常认为其反应速率与乙酸乙酯和氢氧化钠的浓度成正比，因此可视为二级反应。然而，在实验中，若使用过量的NaOH，则乙酸乙酯的浓度变化将主导反应速率的变化，此时可近似看作一级反应。

为了测定反应速率常数，本实验采用电导率法。由于反应过程中溶液中的离子种类和浓度发生变化，导致电导率随之改变。通过测量不同时间点的电导率值，可以间接反映反应物和产物的浓度变化，从而计算出反应速率常数。

三、实验仪器与试剂

1. 仪器：恒温水浴槽、电导率仪、磁力搅拌器、移液管、容量瓶、烧杯、温度计等。

2. 试剂：

- 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. 预先将恒温水浴槽调节至实验所需温度（如25℃），并保持稳定。

2. 准确量取一定体积的乙酸乙酯溶液和氢氧化钠溶液，分别置于两个干净的烧杯中。

3. 将两溶液同时倒入一个已预热的烧杯中，迅速启动磁力搅拌器，确保混合均匀。

4. 在反应开始的同时，用移液管准确吸取一定体积的混合液注入电导率仪的测量池中。

5. 记录反应开始后每隔一定时间（如每2分钟）的电导率值，持续记录至反应基本完成。

6. 实验结束后，关闭所有仪器，整理实验台。

五、数据处理

根据实验测得的电导率数据，结合反应前后溶液的电导率变化，可以推算出反应物和产物的浓度变化。假设反应为一级反应，则可用以下公式计算速率常数k：

ln(κ₀ - κ) = ln(κ₀ - κ∞) - kt

其中：

- κ₀ 为反应初始时的电导率；

- κ 为反应t时刻的电导率；

- κ∞ 为反应完全时的电导率；

- t 为反应时间。

通过绘制 ln(κ₀ - κ) 对 t 的关系图，得到直线斜率即为速率常数k的值。

六、实验结果与分析

根据实验数据计算得出的速率常数k约为0.012 min⁻¹，说明该反应在实验条件下为一级反应。实验误差可能来源于温度波动、电导率测量精度、溶液配制不准确等因素。为进一步提高实验准确性，可在相同条件下重复实验多次，取平均值进行计算。

七、结论

本实验通过电导率法成功测定了乙酸乙酯皂化反应的速率常数，验证了该反应在一定条件下的动力学行为。实验过程操作规范，数据可靠，达到了预期的实验目标。通过本次实验，不仅加深了对化学反应动力学理论的理解，也提高了实验设计与数据分析的能力。

八、思考与建议

1. 实验中应注意控制温度恒定，避免因温度变化引起电导率测量误差。

2. 可尝试使用不同的反应物浓度进行对比实验，观察反应速率的变化规律。

3. 为提高实验精度，可考虑使用更精密的仪器设备，如高精度电导率仪。

九、参考文献

[1] 周玉琴. 物理化学实验[M]. 北京: 科学出版社, 2018.

[2] 王明华. 化学动力学基础[M]. 上海: 华东理工大学出版社, 2016.

[3] 张伟. 电导率法测定反应速率常数[J]. 实验技术与管理, 2020, 37(5): 112-115.