Ćwiczenie nr 21

BADANIE SZYBKOŚCI REAKCJI

JODOWANIA ACETONU

Celem ćwiczenia jest określenie wartości stałej szybkości reakcji jodowania acetonu.

Aparatura i szkło: Odczynniki:

Mieszadło magnetyczne skrobia (wskaźnik)

Kolby miarowe o poj. 500 i 250 cm³ 0,1 M J₂ w 4% KJ

Erlenmajerki o poj. 250 cm³ - 3 szt. 1 M HCl

Biureta o poj. 50 cm³ 0,1 M NaHCO₃

0,01 N Na₂S₂O₃

1 M r-r acetonu

WYKONANIE ĆWICZENIA:

Do kolby miarowej o poj. 250 cm³ wlać 25 cm³ 0,1M J² w 4% KJ, dodać 25 cm³ 1M HCl i dopełnić wodą destylowaną do objętości ok. 200 cm³. Następnie wprowadzić 25 cm³ 1M r-ru acetonu - włączyć stoper - uzupełnić (możliwie szybko) zawartość kolby wodą destylowaną do kreski i wymieszać.

Z tak przygotowanej mieszaniny reakcyjnej pobrać próbkę o obj. 25 cm³ i wlać do erlenmajerki zawierającej 25 cm 0,1M NaHCO₃. Moment pobrania próbki zanotować! Roztwór w kolbce stożkowej miareczkować 0,01N Na₂S₂O₃ w obecności wskaźnika skrobiowego ( 2 - 3 krople). Kolejne próbki do miareczkowania należy pobierać po upływie: 10, 30, 45, 60, 80, 100, 120 i 140 minut od chwili dodania acetonu.

W czasie miareczkowania próbek mieszaniny reakcyjnej mianowanym roztworem 0,01 M Na₂S₂O₃ , roztwór skrobi dodajemy pod koniec miareczkowania.

OPRACOWANIE WYNIKÓW:

Reakcja jodowania acetonu przebiega zgodnie z równaniem:

CH₃COCH₃ + J₂ → CH₃COCH₂J + H⁺ + J^-

i jest zaliczana do reakcji autokatalitycznych (katalizator : jony H⁺). Zachodzi w dwóch etapach:

CH₃─C─CH₃ ↔ CH₃─C═CH₂ + J₂ → CH₃─C─CH₂J + H⁺ + J^-

║ │ ║

O OH O

Etap powstawania formy enolowej jest powolny. Szybkość tworzenia się jodoacetonu jest proporcjonalna do stężenia jonów H⁺ oraz początkowego stężenia acetonu i nie zależy od stężenia jodu. Dla tego konkretnego przypadku szybkość reakcji autokatalitycznej określa równanie:

,

a po scałkowaniu otrzymuje się ostatecznie wyrażenie:

,

gdzie:
- początkowe stężenie acetonu,

- początkowe stężenie jonów H⁺ ,

c_x - stężenie przereagowanego acetonu.

Temperatura doświadczenia...................

Ilość 1M HCl..................

Wyniki zanotować w tabeli:

nr	Czas reakcji [min.]	Ilość 0,01N Na2S2O3 [cm^3]	C0 CH3COCH3 [val dm^-3]	Początkowe stężenie jonów H3O^- [val cm^-3]	Cx [val cm^-3]	k

Stężenie przereagowanego acetonu c_x obliczamy z równania:

,

gdzie: n_t - ilość 0,01N Na₂S₂O₃ zużyta do miareczkowania,

n_o - ilość 0,01N Na₂S₂O₃ zużyta do miareczkowania na początku reakcji,

- stężenia normalne roztworu tiosiarczanu sodu.

Wartość n_o wyznaczyć graficznie, wykreślając zależność n = f(t) i ekstrapolując prostą do t = 0. Po obliczeniu wartości c_o ,
, c_x , wyliczyć stałą szybkości reakcji k.

---