ćwiczenie nr 14 -kinetyka hydrolizy estrów w środowiaku kwaśnym |
|
|
|
|
|
|
Dane: |
|
|
|
|
|
|
stężenie zasady [mol/dm^3] |
|
|
0,1157 |
|
|
|
gęstość estru [g/cm^3] |
|
|
1,0299 |
|
|
|
objętość estru [cm^3] |
|
|
2 |
|
|
|
objętość mieszaniny reakcyjnej[cm^3] |
|
|
40 |
|
|
|
Objętości zasady [cm^3] zużyte do miereczkowań kwasów: |
|
|
|
|
|
|
siarkowego |
solnego |
|
|
|
|
|
7,95 |
8,20 |
|
|
|
|
|
7,90 |
8,20 |
|
|
|
|
|
8,00 |
8,10 |
|
|
|
|
|
średnie objętości |
|
|
|
|
|
|
7,9500 |
8,1667 |
|
|
|
|
|
Obliczenie stężeń początkowych kwasów |
|
|
|
|
|
|
stężenie kwasu solnego= |
|
(Vzasady*Czasady)/Vkwasu |
|
|
|
|
0,4724 |
|
|
|
|
|
|
stężenie kwasu siarkowego= |
|
|
(Vzasady*Czasady)/2*Vkwasu |
|
|
|
0,2300 |
|
|
|
|
|
|
wyniki miareczkowań hydrolizowanych estrów |
|
|
|
|
|
|
katalizator |
|
|
|
|
|
|
HCl |
|
|
|
|
|
|
czas [min] |
Vzasady [cm^3] |
Vzasady zużyta na zobojętnienie kwasu mlekowego |
|
|
|
|
18 |
9,70 |
1,5333 |
|
|
|
|
28 |
10,05 |
1,8833 |
|
|
|
|
39 |
10,45 |
2,2833 |
|
|
|
|
50 |
10,95 |
2,7833 |
|
|
|
|
61 |
11,40 |
3,2333 |
|
|
|
|
72 |
11,70 |
3,5333 |
|
|
|
|
84 |
11,90 |
3,7333 |
|
|
|
|
96 |
12,10 |
3,9333 |
|
|
|
|
108 |
12,25 |
4,0833 |
|
|
|
|
120 |
12,35 |
4,1833 |
|
|
|
|
katalizator |
|
|
|
|
|
|
H2SO4 |
Vzasady [cm^3] |
|
|
|
|
|
czas [min] |
|
|
|
|
|
|
15 |
9,00 |
1,0500 |
|
|
|
|
26 |
9,40 |
1,4500 |
|
|
|
|
37 |
9,75 |
1,8000 |
|
|
|
|
48 |
10,00 |
2,0500 |
|
|
|
|
58 |
10,25 |
2,3000 |
|
|
|
|
69 |
10,45 |
2,5000 |
|
|
|
|
82 |
10,60 |
2,6500 |
|
|
|
|
93 |
10,75 |
2,8000 |
|
|
|
|
104 |
10,85 |
2,9000 |
|
|
|
|
119 |
11,00 |
3,0500 |
|
|
|
|
Obliczanie stężeń kwasu mlekowego po określonym czasie dla różnych kwasów. |
|
|
|
|
|
|
Ckwasu=(Czasady*Vzasady)/Vpróbki |
|
|
|
|
|
|
katalizator: |
HCl |
|
H2SO4 |
|
|
|
czas [min] |
|
czas [min] |
|
|
|
|
15 |
0,0887 |
18 |
0,0607 |
|
|
|
26 |
0,1090 |
28 |
0,0839 |
|
|
|
37 |
0,1321 |
39 |
0,1041 |
|
|
|
48 |
0,1610 |
50 |
0,1186 |
|
|
|
58 |
0,1870 |
61 |
0,1331 |
|
|
|
69 |
0,2044 |
72 |
0,1446 |
|
|
|
82 |
0,2160 |
84 |
0,1533 |
|
|
|
93 |
0,2275 |
96 |
0,1620 |
|
|
|
104 |
0,2362 |
108 |
0,1678 |
|
|
|
119 |
0,2420 |
120 |
0,1764 |
|
|
|
Obliczenie stężenia kwasu mlekowego po całkowitej hydrolizie. |
|
|
|
|
|
|
objętość mieszaniny [cm^3] |
|
|
|
|
|
|
42 |
|
|
|
|
|
|
masa estru [g] |
|
|
|
|
|
|
2,0598 |
|
|
|
|
|
|
liczba moli estru |
|
|
|
|
|
|
0,0173 |
|
|
|
|
|
|
stężenie estru [mol/dm^3](obliczone z proporcji) |
|
|
|
|
|
|
0,4121 |
|
|
|
|
|
|
jednym za produktów hydrolizy jest kwas mlekowy, którego stężenie równa się |
|
|
|
|
|
|
stężeniu hydrolizowanego estru. |
|
|
|
|
|
|
Końcowe stężenie kwasu mlekowego |
|
|
|
|
|
|
0,4121 |
|
|
|
|
|
|
Obliczanie szybkości hydrolizy estrów |
|
|
|
|
|
|
k=(ln(Ck/(Ck-Ct)))/t |
|
|
|
|
|
|
t-czas hydrolizy |
|
|
|
|
|
|
Ct-stężenie kwasu mlekowego po czasie t |
|
|
|
|
|
|
C0-stężenie początkowe kwasu(założenie C0=0) |
|
|
|
|
|
|
Ck-stężenie kwasu po całkowitej hydrolizie |
|
|
|
|
|
|
Katalizator-HCl |
|
|
|
|
|
|
czas [min] |
stężenie kwasu [mol/dm^3] |
Ck/(Ck-Ct) |
ln(Ck/(Ck-Ct)) |
|
|
|
18 |
0,0887 |
1,2743 |
0,2424 |
|
|
|
28 |
0,1090 |
1,3594 |
0,3070 |
|
|
|
39 |
0,1321 |
1,4717 |
0,3864 |
|
|
|
50 |
0,1610 |
1,6412 |
0,4954 |
|
|
|
61 |
0,1870 |
1,8310 |
0,6049 |
|
|
|
72 |
0,2044 |
1,9840 |
0,6851 |
|
|
|
84 |
0,2160 |
2,1011 |
0,7424 |
|
|
|
96 |
0,2275 |
2,2328 |
0,8032 |
|
|
|
108 |
0,2362 |
2,3429 |
0,8514 |
|
|
|
120 |
0,2420 |
2,4226 |
0,8848 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Katalizator-H2SO4 |
|
|
|
|
|
|
czas [min] |
stężenie kwasu [mol/dm^3] |
Ck/(Ck-Ct) |
ln(Ck/(Ck-Ct)) |
|
|
|
15 |
0,0607 |
1,1729 |
0,1595 |
|
|
|
26 |
0,0839 |
1,2556 |
0,2276 |
|
|
|
37 |
0,1041 |
1,3381 |
0,2912 |
|
|
|
48 |
0,1186 |
1,4040 |
0,3393 |
|
|
|
58 |
0,1331 |
1,4768 |
0,3899 |
|
|
|
69 |
0,1446 |
1,5407 |
0,4322 |
|
|
|
82 |
0,1533 |
1,5923 |
0,4652 |
|
|
|
93 |
0,1620 |
1,6475 |
0,4993 |
|
|
|
104 |
0,1678 |
1,6865 |
0,5227 |
|
|
|
119 |
0,1764 |
1,7486 |
0,5588 |
|
|
|
wykresy |
|
|
|
|
|
|
|
równanie regresji oppisujace hydrolizę katalizowana HCl |
|
|
|
y = 0,0066x + 0,1517 |
|
|
współczynnik korelacji |
|
|
|
R2 = 0,972 |
|
|
równanie regresji oppisujace hydrolizę katalizowana H2SO4 |
|
|
|
y = 0,0038x + 0,1427 |
|
|
współczynnik korelacji |
|
|
|
R2 = 0,9671 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Stałe szybkości wyznaczone z regresji |
|
|
|
|
|
|
kataliza HCl |
|
0,0066 |
min^-1 |
|
|
|
kataliza H2SO4 |
|
0,0038 |
min^-1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Obliczenie stężenia jonów H+ dla środowisk reakcji |
|
|
|
|
|
|
w przypadku kwasu solnego stężenie H+ jest równe stężeniu kwasu, gdyż jest to mocny kwas |
|
|
|
|
|
|
stężenie H+ dla kwasu solnego= |
|
|
0,4724 |
mol/dm^3 |
|
|
dla kwasu siarkowego stężenie H+ jest równe stężeniu kwasu plus stężenie jonów H+ z drugie |
|
|
|
|
|
|
go stopnia dysocjacji |
|
|
|
|
|
|