V

Celem ćwiczenia było wyznaczenie kinetyki hydrolizy estrów w środowisku kwaśnym, dokonując analizy składu badanego układu w trakcie przebiegu reakcji, w czasie rzeczywistym pobierając niewielkie próbki

VI

Sposób wykonania ćwiczenia ;

1) Termostat nastawić na temperaturę podaną przez prowadzącego ćwiczenie.

2 ) Przygotować roztwory kwasów, które będą katalizować reakcję hydrolizy estru; w tym celu wlać do jednej erlenmeyerki 40 ml kwasu siarkowego o stężeniu około 0.25M do drugiej zaś 40 ml kwasu solnego o stężeniu około 0.5M. Obie erlenmeyerki wstawić do termostatu. Po upływie ok. 20 min. do każdej z nich wlać po 2 ml estru i energicznie wstrząsnąć zanotować czas zegarowy( z dokładnością do jednej minuty )rozpoczęcia reakcji hydrolizy

3) Wyznaczyć dokładne stężenie obu kwasów. W tym celu, w oddzielonych dwóch kolbach stożkowych przygotować roztwór o składzie: 20 ml kwasu używanego oraz jeden ml wody destylowanej po sporządzeniu tych roztworów pobrać z nich po trzy próbki po 2 ml i oznaczyć stężenie początkowe kwasów
, miareczkując mianowanym roztworem NaOH

wobec fenoloftaleiny.

-Pomiar:

4) Do dwóch oddzielnych naczyń (w których będzie oznaczane stężenie kwasu po hydrolizie) odmierzyć takie ilości zasady które są równoważne 2 ml roztworu kwasów. Po około 15 min.

od rozpoczęcia reakcji hydroliz, pobrać z termostatowanych erlenmeyerek próbkę roztworu którą należy zmiareczkować oznaczając w ten sposób ilość powstałego kwasu w wyniku hydrolizy. Po upływie kolejnych 10 min. pobrać następne 2ml badanego roztworu. Wykonać co najmniej 10 pomiarów miareczkowań dla każdego kwasu, każdorazowo umieszczając go w erlenmeyerce zawierającej pewną ilość zasady równoważną stężeniom początkowym kwasów.

Ostatnie miareczkowanie wykonać po upływie około 24 h notując czas zegarowy.

VII

Obliczenia:

Zakładając, że reakcja hydrolizy estrów jest reakcją pierwszego rzędu, zależność na stałą szybkości można przedstawić w następujący sposób;

/1/ gdzie: t- czas reakcji hydrolizy[min];

-stężenie kwasu po czasie t [mol/l]

-stężenie początkowe kwasu (t=0);
=0

-stężenie kwasu po 24 godzinach.

Poniżej zestawiam wartości eksperymentalnych wartości w tabelach i tak tabela 14.1 odpowiada kwasowi siarkowemu a tabela 14.2 odpowiada kwasowi solnemu.

Tabela14.1

Lp.	T [min]		[mol/l]		ln
1	0	0	0	1	0
2	15	1,15	0,06802	1,353865	0,302963
3	25	1,20	0,07098	1,37502	0,318468
4	35	1,25	0,07394	1,396847	0,334217
5	45	1,35	0,07985	1,442647	0,36648
6	55	1,45	0,08577	1,491554	0,399818
7	65	1,55	0,09168	1,543892	0,434306
8	75	1,65	0,09760	1,600037	0,470027
9	85	1,75	0,10351	1,660419	0,50707
10	95	1,85	0,10943	1,725538	0,545539
11	105	1,90	0,11239	1,760051	0,565343
12	1620	4,40	0,26026	------	------

=0,6770[mol/l]

Tabela:14.2

Lp.	t [min]		[mol/l]		ln
1	0	0	0	1	0
2	15	1,4	0,08281	1,459061	0,377793
3	25	1,5	0,08873	1,508526	0,411133
4	35	1,6	0,09464	1,561462	0,445622
5	45	1,7	0,10056	1,618248	0,481344
6	55	1,8	0,10647	1,679321	0,51839
7	65	2,05	0,12126	1,854272	0,617492
8	75	2,15	0,12717	1,934903	0,660057
9	85	2,20	0,13013	1,977906	0,682039
10	95	2,30	0,13605	2,069915	0,727507
11	105	2,35	0,13900	2,119205	0,751041
12	1620	4,45	0,26322	------	------

=0,3447[mol/l]

Na podstawie dokonanych pomiarów oraz obliczeń sporządzam wykresy zależności:

a)

b)
na podstawie tego wykresu wyznaczam i równania /1/wyznaczam stałe hydrolizy estru w obecności badanych kwasów.

Mamy zatem równania prostych wyznaczone metodą najmniejszych kwadratów:

y=0,0063x dla hydrolizy przeprowadzanej przy użyciu kwasu siarkowego;

y=0,0085x dla hydrolizy przeprowadzanej przy użyciu kwasu solnego. Zatem wychodząc z założenia, że reakcja jest pierwszego rzędu stała szybkości reakcji równa się współczynnikom kierunkowym prostych.

k=0,0063 i k=0,0085

VIII

Wnioski:

Obydwa roztwory zachowują się w sposób przewidywany tzn. obserwujemy przyrost stężenia kwasu wraz z upływem czasu. Stała szybkości w obu przypadkach powinna być identyczna ponieważ obrazuje powstawanie tego samego kwasu, różnice pomiędzy nimi wynikają z tego, że wartości stężeni w trakcie przebiegu reakcji nie były sobie równe a wartości końcowe są do siebie zbliżone. To z tego właśnie powodu wynikają różnice w wyznaczonych wartościach stałych.

Niestety uzyskanych wartości nie mogę porównać z teoretyczną wartością tejże stałej ponieważ nie była mi znana nazwa estru który badałem.

---