林潔麗，陳滸，林潔玲(佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院，環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，廣東 佛山 528000)

0 引言

高校經(jīng)常選擇典型的乙酸乙酯皂化反應(yīng)為研究二級(jí)反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。通過(guò)測(cè)量不同時(shí)間下的電導(dǎo)率，推導(dǎo)出濃度隨時(shí)間的變化，從而給出反應(yīng)速率常數(shù)。相關(guān)討論和改進(jìn)的報(bào)道很多[1-2]，在傳統(tǒng)的教材一般是認(rèn)為電導(dǎo)率近似與濃度成正比，本論文定其為線性關(guān)系常規(guī)法，再利用它們更為準(zhǔn)確的非線性關(guān)系來(lái)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)兩種方法處理的結(jié)果很不一致。

1 實(shí)驗(yàn)原理

設(shè)乙酸乙酯和氫氧化鈉的原始濃度相等，均為c0mol·m?3，反應(yīng)時(shí)間為t時(shí)，濃度變?yōu)閏 mol·m?3，反應(yīng)完全時(shí)濃度為0。皂化反應(yīng)如下：

實(shí)驗(yàn)中通過(guò)測(cè)量電導(dǎo)率的變化來(lái)反映濃度的變化。本體系中，影響電導(dǎo)率的離子是Na+、OH-和CH3COO-，實(shí)際就是物質(zhì)NaOH和CH3COONa的濃度決定電導(dǎo)率。下面討論濃度與電導(dǎo)率的具體關(guān)系。

1.1 線性關(guān)系

設(shè)0κ、tκ、∞κ分別為反應(yīng)初始時(shí)刻、反應(yīng)某時(shí)刻、反應(yīng)完全時(shí)刻體系的電導(dǎo)率數(shù)值，強(qiáng)電解質(zhì)在稀溶液中的電導(dǎo)率數(shù)值近似與濃度成正比[1]，設(shè)NaOH和CH3COONa的電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系比例系數(shù)分別為B1、B2，則各電導(dǎo)率數(shù)值與濃度關(guān)系為：

1.2 非線性關(guān)系

前面認(rèn)為電導(dǎo)率與濃度成正比是大多數(shù)教材處理該實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的常規(guī)做法，這等于假設(shè)摩爾電導(dǎo)率mΛ 不隨濃度變化，而柯?tīng)杽谑└鶕?jù)大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在很稀的強(qiáng)電解質(zhì)溶液中，其摩爾電導(dǎo)率與濃度的平方根呈線性關(guān)系[2]：

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表1 三種模型處理同樣實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到的擬合相關(guān)系數(shù)與 反應(yīng)速率常數(shù)及其相對(duì)誤差

3 結(jié)語(yǔ)

利用電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系推導(dǎo)的處理模型關(guān)系公式中，需要注意的是這兩種關(guān)系處理數(shù)據(jù)的模型都有考慮CH3COONa對(duì)電導(dǎo)率的影響，并沒(méi)有忽略CH3COO-的影響，如果忽略其影響，那么處理得到的反應(yīng)速率常數(shù)比近似解模型1的結(jié)果更低，誤差更大。結(jié)合理論和分析數(shù)據(jù)結(jié)果，本論文認(rèn)為在處理乙酸乙酯和氫氧化鈉的皂化反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)電導(dǎo)率與濃度的關(guān)系需采用柯?tīng)杽谑┕讲拍鼙ＷC處理結(jié)果更準(zhǔn)確，即使在更低濃度的反應(yīng)條件下也不能把電導(dǎo)率看成與濃度成正比。