Kinetyka reakcji odwracalnej

Jako przykład reakcji odwracalnej można rozpatrywać estryfikację kwasów organicznych alkoholami, zachodzącą w obecności katalizatora kwasowego:

gdzie :k₁, k₂ - stałe szybkości reakcji estryfikacji i hydrolizy.

Wykonanie ćwiczenia

Przygotowanie titranta:

Do kolby miarowej pojemności 200 ml wprowadzić 40 ml 0.5 n roztworu KOH i dopełnić wodą destylowaną do kreski.

Przeprowadzenie reakcji:

Do kolby reakcyjnej wprowadzić 19,5 ml metanolu, 5 ml kwasu octowego, 0.5 ml stężonego kwasu siarkowego i zanotować godzinę (jest to czas rozpoczęcia biegu reakcji).

Pobrać 0.5 cm³ próbki, rozcieńczyć wodą i zmiareczkować przygotowanym titrantem (0,1n KOH) wobec fenoloftaleiny. Pobierać próbki początkowo co 3 min. (5 próbek), potem co 5 min. (3 próbki), co 10 min. (2 próbki), co 20 min. (2 próbki), następne co 30 min. Reakcję prowadzić tak długo, aż miareczkowanie dwóch kolejnych próbek da ten sam wynik.

Wyznaczenie początkowego stężenia kwasu octowego:

Do kolbki miarowej poj. 25 ml wprowadzić 5 ml kwasu octowego i dopełnić wodą destylowaną. Wymieszać. Pobrać 0.5 cm³ r-ru i zmiareczkować przygotowanym titrantem. Oznaczenie powtórzyć trzy razy.

Poprawka na dodany jako katalizator kwas siarkowy:

Do kolbki miarowej poj. 25 ml wprowadzić 0.5 ml stęż. H₂SO₄ i dopełnić wodą destylowaną. Wymieszać. Pobrać 0.5 cm³ r-ru i zmiareczkować przygotowanym titrantem. Oznaczenie powtórzyć trzy razy. Poprawkę odejmować od wyników uzyskanych z miareczkowania próbek mieszaniny reakcyjnej.

Instrukcja do sprawozdania

1. Z objętości KOH użytego do miareczkowania obliczyć stężenie kwasu i estru w pobieranych próbkach oraz stopień przemiany. Wyniki zestawić w tabeli.

2. Wykonać wykres ilustrujący zmiany stężenia składników w czasie reakcji.

3. Znaleźć z wykresu równowagowe stężenie kwasu i estru oraz obliczyć stałą równowagi reakcji K_c. Obliczyć równowagowy stopień konwersji.

4. Wykonać wykres ilustrujący zmiany stopnia przemiany w trakcie przebiegu reakcji.

---