电导率与浓度关系在处理乙酸乙酯皂化反应的 实验数据中的应用

林洁丽，陈浒，林洁玲(佛山科学技术学院，环境与化学工程学院，广东 佛山 528000)

0 引言

高校经常选择典型的乙酸乙酯皂化反应为研究二级反应的实验项目。通过测量不同时间下的电导率，推导出浓度随时间的变化，从而给出反应速率常数。相关讨论和改进的报道很多[1-2]，在传统的教材一般是认为电导率近似与浓度成正比，本论文定其为线性关系常规法，再利用它们更为准确的非线性关系来处理实验数据，发现两种方法处理的结果很不一致。

1 实验原理

设乙酸乙酯和氢氧化钠的原始浓度相等，均为c0mol·m−3，反应时间为t时，浓度变为c mol·m−3，反应完全时浓度为0。皂化反应如下：

实验中通过测量电导率的变化来反映浓度的变化。本体系中，影响电导率的离子是Na+、OH-和CH3COO-，实际就是物质NaOH和CH3COONa的浓度决定电导率。下面讨论浓度与电导率的具体关系。

1.1 线性关系

设0κ、tκ、∞κ分别为反应初始时刻、反应某时刻、反应完全时刻体系的电导率数值，强电解质在稀溶液中的电导率数值近似与浓度成正比[1]，设NaOH和CH3COONa的电导率与浓度的关系比例系数分别为B1、B2，则各电导率数值与浓度关系为：

1.2 非线性关系

前面认为电导率与浓度成正比是大多数教材处理该实验数据的常规做法，这等于假设摩尔电导率mΛ 不随浓度变化，而柯尔劳施根据大量实验发现在很稀的强电解质溶液中，其摩尔电导率与浓度的平方根呈线性关系[2]：

2 实验结果

表1 三种模型处理同样实验数据得到的拟合相关系数与 反应速率常数及其相对误差

3 结语

利用电导率与浓度的关系推导的处理模型关系公式中，需要注意的是这两种关系处理数据的模型都有考虑CH3COONa对电导率的影响，并没有忽略CH3COO-的影响，如果忽略其影响，那么处理得到的反应速率常数比近似解模型1的结果更低，误差更大。结合理论和分析数据结果，本论文认为在处理乙酸乙酯和氢氧化钠的皂化反应的实验数据时，对电导率与浓度的关系需采用柯尔劳施公式才能保证处理结果更准确，即使在更低浓度的反应条件下也不能把电导率看成与浓度成正比。