乙酸乙酯皂化反应
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问题描述:
为什么本实验要在恒温条件下进行？而且CH3COOC2H5和CH3COONa溶液，在混合前还要预先恒温？
解析:
乙酸乙酯的皂化反应是一个典型的二级反应：
CH3COOC2H5+OH-→CH3COO-+C2H5OH
设反应物乙酸乙酯与碱的起始浓度相同，则反应速率方程为：
r = =kc2
积分后可得反应速率系数表达式：
(推导)
式中：为反应物的起始浓度；c为反应进行中任一时刻反应物的浓度。为求得某温度下的k值，需知该温度下反应过程中任一时刻t的浓度c。测定这一浓度的方法很多，本实验采用电导法。
用电导法测定浓度的依据是：
(1) 溶液中乙酸乙酯和乙醇不具有明显的导电性，它们的浓度变化不致影响电导的数值。同时反应过程中Na+的浓度始终不变，它对溶液的电导有固定的贡献，而与电导的变化无关。因此参与导电且反应过程中浓度改变的离子只有OH-和CH3COO-。
(2) 由于OH-的导电能力比CH3COO-大得多，随着反应的进行，OH-逐渐减少而CH3COO-逐渐增加，因此溶液的电导随逐渐下降。
(3) 在稀溶液中，每种强电解质的电导与其浓度成正比，而且溶液的总电导等于溶液中各离子电导之和。
设反应体系在时间t=0，t=t 和t=∞时的电导可分别以G0、Gt 和G∞来表示。实质上G0是
NaOH溶液浓度为时的电导，Gt是 NaOH溶液浓度为c时的电导与CH3COONa溶液浓度为- c时的电导之和，而G∞则是产物CH3COONa溶液浓度为 时的电导。即：
G0=K反c0
G∞=K产c0
Gt=K反c+K产(c0- c)
式中K反，K产是与温度，溶剂和电解质性质有关的比例系数。
处理上面三式，可得
G0- Gt=(K反- K产)(c0- c)
Gt- G∞=(K反- K产)c
以上两式相除，得
代入上面的反应速率系数表达式，得
k=
上式可改写为如下形式：
Gt= + G∞
以Gt对作图，可得一直线，直线的斜率为，由此可求得反应速率系数k，由截距可求得G∞。
二级反应的半衰期t1/2 为：
t1/2=
可见，二级反应的半衰期t1/2 与起始浓度成反比。由上式可知，此处t1/2 即是上述作图所得直线之斜率。
若由实验求得两个不同温度下的速率系数k，则可利用阿累尼乌斯(Arrhenius）公式：
ln=()
计算出反应的活化能Ea。
PH值法
原理：乙酸乙酯皂化反应属二级反应,该反应的反应方程为:CH3COOC2H5 + OH- →CH3COO- + C2H5OH。反应速率方程为: v = d x/ d t = k ( a - x ) ( b - x ) ,当初始浓度相同,即a = b 时,对该式积分简化得: k =x( ta) ( a - x) ,设t 时刻溶液的pH 值为ε( t) ,则此时溶液中OH- 的浓度为Ct ( OH-) = 10(pH- 14) ,即a - x = 10(pH- 14) ,则ka = ( a - 10(pH- 14) ) / ( t ×10(pH- 14) ) 。所以用a - 10(pH- 14) 对t×10(pH- 14) 作图,可得到一条直线,该直线的斜率m = ka 即k = m/ a[5 ,6 ] 。
酯化反应基本上是吸放热平衡的，因此酯化反应都是平衡反应，进行不完全的。但乙酸乙酯皂化是放热反应，酯水解成酸和醇，吸放热基本平衡，但酸和碱中和形成醋酸钠是放热反应，因此皂化反应可以进行的非常完全。
乙酸乙酯的α-氢酸性很弱（pKa-24.5),而乙醇钠又是一个相对较弱的碱（乙醇的pKa~15.9），因此，乙酸乙酯与乙醇钠作用所形成的负离子在平衡体系是很少的。
但由于最后产物乙酰乙酸乙酯是一个比较强的酸，能与乙醇钠作用形成稳定的负离子，从而使平衡朝产物方向移动。所以，尽管反应体系中的乙酸乙酯负离子浓度很低，但一形成后，就不断地反应，结果反应还是可以顺利完成。
扩展资料
如果酯的α-碳上只有一个氢原子，由于酸性太弱，用乙醇钠难于形成负离子，需要用较强的碱才能把酯变为负离子。如异丁酸乙酯在三苯甲基钠作用下，可以进行缩合，而在乙醇钠作用下则不能发生反应：
两种不同的酯也能发生酯缩合，理论上可得到四种不同的产物，称为混合酯缩合，在制备上没有太大意义。
如果其中一个酯分子中既无α-氢原子，而且烷氧羰基又比较活泼时，则仅生成一种缩合产物。如苯甲酸酯、甲酸酯、草酸酯、碳酸酯等。与其它含α-氢原子的酯反应时，都只生成一种缩合产物。
乙酸乙酯皂化反应活化能=27.3KJ/mol
活化能与温度无关，主要与反应物本身的身份以及有没有加入催化剂有关，基本上每个反应的活化能是一定的。温度只影响反应的速度。
乙酸乙酯对空气敏感，吸收水分缓慢水解而呈酸性。乙酸乙酯溶水(10%ml/ml)；能与氯仿、乙醇、丙酮和乙醚混溶；能溶解某些金属盐类（如氯化锂、氯化钴、氯化锌、氯化铁等）反应。
扩展资料：
在乙醇铝催化剂作用下，在0-20℃时乙醛自动氧化缩合成乙酸乙酯，化学反应式如下：
2CH₃CHO→CH₃COOC₂H₅
从原料的来源和成本分析，以乙醇为原料的合成路线较合理、廉价。乙醇氧化法按其反应机理可分为两种双功能催化剂体系。
氧气参与反应：采用Pd-Cu/分子筛催化剂，反应温度为150℃，乙醇被氧化为乙酸乙酯。其反应机制如下：
C₂H₅OH+½O₂→CH₃CHO+H₂O（Pd-Cu）
CH₃CHO+½O₂→CH₃COOH(Pd-Cu)
C₂H₅OH+CH₃COOH→CH₃COOC₂H₅ +H₂O（酸）
采用负载在二氧化硅等载体上的杂多酸金属盐或杂多酸为催化剂，乙酸和乙烯在反应温度为150℃、压力为1.0MPa条件下反应生成乙酸乙酯。其化学反应方程式如下：
CH₃COOH+C₂H₄→CH₃COOC₂H₅（150℃.1.0Mpa）
参考资料来源：百度百科——乙酸乙酯
