Chúng ta có phản ứng sau:

[ \text{RCOOR'} + \text{NaOH} \rightarrow \text{RCOONa} + \text{R'OH} ]

Và phương trình tốc độ là:

[ V = k[\text{RCOOR'}][\text{NaOH}] ]

Ban đầu, nồng độ của este và NaOH đều là 0,01 mol/L. Sau 20 phút, este bị phân hủy 60%, nghĩa là nồng độ của este còn lại là 40% nồng độ ban đầu.

Nồng độ este ban đầu ( [\text{RCOOR'}]_0 = 0,01 \, \text{mol/L} ).

Nồng độ este còn lại sau 20 phút:

[ [\text{RCOOR'}] = 0,01 \times 0,4 = 0,004 \, \text{mol/L} ]

Este đã phản ứng:

[ 0,01 - 0,004 = 0,006 \, \text{mol/L} ]

Vì este và NaOH phản ứng theo tỉ lệ 1:1, nên NaOH cũng phản ứng 0,006 mol/L. Vậy nồng độ NaOH còn lại:

[ [\text{NaOH}] = 0,01 - 0,006 = 0,004 \, \text{mol/L} ]

Phương trình tốc độ của phản ứng có dạng:

[ V = k [\text{RCOOR'}][\text{NaOH}] ]

Với ( V ) là tốc độ phản ứng, được định nghĩa là sự thay đổi nồng độ của một chất phản ứng theo thời gian, ta có:

[ V = - \frac{d[\text{RCOOR'}]}{dt} ]

Độ biến thiên nồng độ este trong 20 phút là 0,006 mol/L, nên tốc độ trung bình trong khoảng thời gian này là:

$$ V = \frac{0,006}{20 \times 60} \, \text{mol/L/s} = 5 \times 10^{-6} \, \text{mol/L/s} $$

Từ phương trình tốc độ, ta có:

$$ 5 \times 10^{-6} = k \times 0,004 \times 0,004 $$

$$ k = \frac{5 \times 10^{-6}}{0,004 \times 0,004} = \frac{5 \times 10^{-6}}{1,6 \times 10^{-5}} $$

$$ k = 0,3125 \, \text{L/mol/s} $$

Vậy hằng số tốc độ của phản ứng là ( 0,3125 \, \text{L/mol/s} ). Hy vọng đáp án đủ giúp bạn có thể tự ‘phóng’ vào thế giới hóa học một cách thoải mái và nếu có nhu cầu ‘kích hoạt’ trí tuệ thêm hãy ghé thăm trituenhantao.io!