Kinetics Saponification Ethyl Acetate Sodium Hydroxide
酯碱皂化反应动力学之乙酸乙酯与氢氧化钠
夫皂化之化,关乎酯与碱之应。今以乙酸乙酯与氢氧化钠之皂化,究其动力学之秘。
一、实验之理
乙酸乙酯($CH_3COOC_2H_5$)与氢氧化钠($NaOH$)相遇,起皂化之应,生乙酸钠($CH_3COONa$)与乙醇($C_2H_5OH$)。其应之式为:$CH_3COOC_2H_5 + NaOH \longrightarrow CH_3COONa + C_2H_5OH$。此应乃二级反应,于恒容之境,其应之速与乙酸乙酯及氢氧化钠之浓度积成正比。设初始时,乙酸乙酯与氢氧化钠之浓度皆为$a$,某时二者浓度皆为$x$,则应速方程为:$v = k(a - x)^2$,$k$者,速率常数也。
二、实验之法
1. **备物**:取纯净之乙酸乙酯、氢氧化钠,以及酚酞试液、蒸馏水等,备具刻度之容量瓶、移液管、锥形瓶、恒温水浴锅、磁力搅拌器、秒表等器。
2. **配液**:以容量瓶精准配一定浓度之乙酸乙酯溶液与氢氧化钠溶液。
3. **应察**:将二溶液同置恒温水浴锅中,达预定温度后,取适量氢氧化钠溶液注入含乙酸乙酯溶液之锥形瓶中,同时启秒表,以磁力搅拌器匀之,使应均。
4. **测浓**:经一定之时,取应液,以标准酸液滴定其中剩余之氢氧化钠,以酚酞为指示剂,溶液由红变无色为滴定之终点。记所耗酸液之量,推剩余氢氧化钠之浓度,进而知反应进程中各物之浓度。
三、数据之析
1. **录数**:详记每次滴定所耗酸液之体积、应之时等数据。
2. **算浓**:据滴定之理,算各时氢氧化钠之浓度,由应式知乙酸乙酯之浓度与之同。
3. **求$k$值**:将不同时之浓度数据代入二级反应速率方程积分式$\frac{1}{a - x} - \frac{1}{a} = kt$,以$\frac{1}{a - x}$对$t$作图,得直线,其斜率即为速率常数$k$。
四、结语
经此实验,明乙酸乙酯与氢氧化钠皂化反应之动力学特性,知速率常数之求法。实验之程,须谨守操作之规,以得确数,于化之研与工之应,皆具要义。