Anna Kołodziej	Rok II
Wpływ stężenia kwasu na szybkość hydrolizy octanu etylu	24 luty 2004
Podpis i uwagi:	Oddanie sprzętu

Proces hydrolizy octanu etylu w środowisku kwaśnym przebiega według następującej reakcji:

H⁺

CH₃COOC₂H₅ + H₂O CH₃COOH + C₂H₅OH

Reakcja ta, zachodząca w środowisku wodnym, katalizowana przez jony wodorowe, jest reakcją pierwszego rzędu. O jej rzędowości decyduje wyłącznie stężenie estru, ponieważ można przyjąć, że stężenie wody nie ulega zmianie, gdyż jest ona w nadmiarze do ilości drugiego substratu.

Szybkość omawianej reakcji określa równanie:

Lub

Gdzie: C - stężenie estru w danej chwili t

A - stężenie początkowe estru

X - stężenie produktu tj. kwasu octowego w danej chwili t

K -stała szybkości reakcji

Przekształcając i całkując ostateczne równanie w granicach czasu od 0 i t i w granicach stężeń od 0 do x znajdujemy następujące wyrażenie na stała szybkości reakcji:

Obliczanie stałej k wymaga znajomości stężenia początkowego estru a i stężenia estru w danej chwili ( a - x). Kinetykę omawianej reakcji, katalizowanej przez jony wodorowe pochodzące z kwasu solnego, wygodnie jest badać poprzez oznaczenie stężenia produktu. Łączną zawartość kwasu solnego i powstającego kwasu octowego można znaleźć poprzez miareczkowanie roztworu zasadą sodową. Zgodnie z podstawową zależnością analizy miareczkowej ilość kwasu jest proporcjonalna do ilości zasady sodowej potrzebnej do całkowitego zobojętnienia roztworu

Gdzie:

C_HCl - stężenie kwasu solnego

X stężenie powstającego kwasu octowego

C_z stężenie zasady sodowej użytej do miareczkowania

V_r objętość roztworu pobranego do miareczkowania

V_t objętość zasady sodowej potrzebna do zobojętnienia kwasów zawartych w roztworze w danej chwili

W warunkach doświadczenia, stosunek stężenia zasady sodowej i objętości roztworu pobranego do miareczkowania jest wielkością stałą. Łączną zawartość kwasu octowego i kwasu solnego wyraża równanie:

Jeżeli przez V₀ oznaczymy objętość zasady sodowej, która zobojętnia stała ilość kwasu solnego, co odpowiada pomiarowi w chwili t = 0, a przez V_∞ - objętość zasady sodowej potrzebną do zobojętnienia mieszaniny kwasów zawartej w roztworze po zakończeniu procesu hydrolizy octanu etylu, tj. dla t =∞, to prawdziwe są zależności:

C_HCl = AV₀

(6)

(C_HCl + a) = AV_∞

(7)

Zatem, stężenie początkowe estru a można obliczyć stosując równanie:

A = A(V_∞ - V₀)

(8)

Zaś stężenie estru w dowolnej chwili określa wzór:

(a-x) = A (V_∞ - V_t)

(9)

Po podstawieniu wyrażeń (8) i (9) do równania (3) otrzymujemy zależność między stałą szybkości hydrolizy octanu etylu k a uzyskanymi wartościami objętości zasady sodowej V₀, V_t, V_∞

(10)

Kwas solny c = 0,5 mol dm³

Czas t [min]	Czas t [s]	Objętość zasady Vt [cm^3]		kobl [s^-1]	kobl [s^-1]	kgraf [s^-1]	knum [s^-1]
15,32	0	11,2			4,884 10^-5	5,242 10-5	5,178 10-5
15,57	1550	11,8	0,0639	4,257 10^-5
16,17	2700	12,4	0,1321	4,891 10^-5
16,37	3900	12,6	0,1559	3,997 10^-5
16,59	5220	13,9	0,3262	6,249 10^-5
17,25	6780	14	0,3406	5,024 10^-5
∞	∞	20,9

Kwas solny C =1,5 mol dm³

Czas t [min]	Czas t [s]	Objętość zasady Vt [cm^3]		kobl [s^-1]	kobl [s^-1]	kgraf [s^-1]	knum [s^-1]
15,43	0	32,4			1,6 10 10^-4	1,169 10^-4	1,35 10^-4
16,07	1440	35,9	0,3629	2,5 10^-4
16,27	2640	36,2	0,4011	1,52 10^-4
16,46	3780	37,3	0,553	1,47 10^-4
17,10	5820	37,6	0,6018	1,03 10^-4
17,29	6360	39,4	0,9383	1,48 10^-4
∞	∞	43,9

---