Ćwiczenie nr 18
WYZNACZANIE STAŁEJ SZYBKOŚCI REAKCJI
I ENERGII AKTYWACJI
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie stałej szybkości oraz energii aktywacji reakcji hydrolizy octanu etylu (metylu).
Aparatura i szkło: Odczynniki:
Termostat i czasza grzejna 1 N HCl
Termometr octan etylu (metylu)
Stoper 0,1 N NaOH lub KOH
Biureta fenoloftaleina
Erlenmajerki o poj. 250 cm3 - 4 szt.
Zlewki: 400 cm3 - 2 szt.; 150 cm3 - 2 szt.
Kolba miarowa o poj. 200 cm3
Pipety: 5 cm3 i 50 cm3
WYKONANIE ĆWICZENIA:
Do każdej erlenmajerki wlać po 150 cm3 wody destylowanej.
W kolbie miarowej o poj 200 cm3 przygotować roztwór zawierający 50 cm3 1N HCl i 5 cm3 estru. UWAGA: moment zmieszania jest początkiem reakcji hydrolizy - włączyć stoper!
Z otrzymanego roztworu pobrać (możliwie szybko) próbkę o objętości 5 cm3, przenieść ją do erlenmajerki z wodą destylowaną i miareczkować 0,1 N roztworem zasady (NaOH lub KOH) wobec fenoloftaleiny.
Kolejne próbki o tej samej objętości (5 cm3) pobierać z mieszaniny reakcyjnej po upływie odpowiednio 5, 10, 20, 30 minut od początku reakcji i oznaczać w nich stężenie kwasu w sposób opisany wyżej.
Zmierzyć temperaturę mieszaniny reakcyjnej.
Pozostały roztwór (wyjściowy) podgrzać w zlewce do wrzenia, aby reakcja mogła zajść do końca, następnie pobrać próbkę 5 cm3 i miareczkować 0,1 N NaOH. Ilość zasady zużytej do zmiareczkowania odpowiada stężeniu kwasu po całkowitej hydrolizie.
W analogiczny sposób (punkty 1 - 5) wykonać pomiary dla temperatury 40oC (używając termostatu).
Wyniki umieścić w tabelach:
Tab. 1 Tab. 2
T1 (zmierzona) |
|
T2 (40oC) |
||||
Lp. |
t [min] |
VNaOH [cm] |
|
Lp. |
t [min] |
VNaOH [cm] |
|
|
|
|
|
|
|
Po podgrzaniu do wrzenia: VNaOH =
OPRACOWANIE WYNIKÓW:
k = 
log
W naszym przypadku wielkości a i c wyrażamy za pomocą stężenia po całkowitej hydrolizie - a; początkowego stężenia - ao ; oraz chwilowego stężenia - at .
Ostatecznie mamy:
k = 
log 
Energię aktywacji obliczamy ze znajomości stałych szybkości reakcji w dwu temperaturach. Wykorzystując wzór Arrheniusa, drogą prostych przekształceń, dochodzimy do wyrażenia na energię aktywacji:
E = 
,
gdzie: k1 i k2 oznaczają stałe szybkości reakcji w dwu temperaturach.
Wyszukiwarka