Wydział Chemiczny.

Kierunek

Papiernictwo i Poligrafia.

Ćwiczenie Nr 22

OZNACZENIE STAŁEJ SZYBKOŚCI HYDROLIZY ESTRU W ŚRODOWISKU ZASADOWYM.

Ćwiczenie wykonano:14.04.2003 r.

Sprawozdanie złożono:17.04.2003 r.

Poprawione sprawozdanie; 24.04.2003 r

Ćwiczenie wykonała:

Agnieszka Andruszkiewicz

1. Część teoretyczna.

Celem ćwiczenia jest oznaczenie stałej szybkości hydrolizy estru w środowisku zasadowym.

Hydroliza octanu etylu, estru, w środowisku zasadowym przebiega według reakcji;

CH₃COOC₂H₅ + OH^- --------------- CH₃COO^-+ C₂H₅OH

Natomiast szybkość tej reakcji opisana jest równaniem, jest to reakcja drugiego rzędu;

= k ( a-x )( b-x)

a - stężenie początkowe jonów hydroniowych

b - stężenie początkowe estru

x - ubytek stężenia estru,

natomiast stałą szybkości można obliczyć z zależności;

ln
= k t

2.Wykonanie i opis ćwiczenia.

1.Umieszczan 3 kolby a) 250ml-wodorotlenek sodu

b) 250ml - octan etylu

c) 750ml-pusta.

umieszczam te 3 kolby w termostacie o temp.25 C

2.Następnie 20ml HCl o znanym mianie ok.0,05m miareczkuję roztworem Ba(OH)₂ wobec fenoloftaleiny, V₁ -15,1ml

V₂ - 18,1ml

V₃ - 18,0ml

Na tej podstawie miareczkowania obliczam stężenie wodnego roztworu wodorotlenku baru

C_Ba(OH) =
C_HCl
=
0,05
= 0,0277 mlo/dm³

3.Po 15 -20 minutach wlewam roztwory do pustej kolby ,(czas 13.30)

4. Z kolby pobieram ok. 100ml roztworu i wstawiam do termostatu o temp.60 C, próbka ta określa wartość V_&

5.Po 5 min. pobieram 50ml, roztworu i wlewam do erlenmeyerki zawierającej 20 ml 0,05m HCl. Nadmiar odmiareczkowuje Ba(OH)₂. Widzimy że z upływem czasu zwiększa n się stężenie katalizatora, co powoduje wzrost ilości [ml] Ba(OH)₂ potrzebnej do odmiareczkowania nadmiaru.

t[czas] minury	15	30	45	60	75	90
V[ml] Ba(OH)2	9,7	10,5	11,2	11,9	12,5	13,2

6. Reakcja hydrolizy przebiega stosunkowo szybko i nie można określić stężenia początkowego jonów hydroksylowych Ba(OH)₂ (wartość a)przez pobranie próbki mieszaniny reakcyjnej, dlatego do określenia tej wartości muszę przygotować tzw. ślepą próbę zawierającą; 20ml HCl + 25ml H₂0 + 25 ml NaOH.

V_{0 Ba(OH)} - 6,7ml wartość ślepej próby.

Objętość Ba(OH)₂ zużyta do zmiareczkowania tej próbki pozwala obliczyć wartość a

a =

a =
=
= =16,276mol/dm³

7. Następnie miareczkuję próbkę z termostatu o temp 60 C, uzyskana wartość odpowiada wartości V_& V _&1 - 14,4 ml

V_&2 - 14,2 ml

8. Obliczam początkowe stężenia estru b

b =
=
=
=
= 4,2104mol/dm³

9. Obliczam chwilowe stężenie produktów reakcji ;

x =
[ mol/dm³ ]

Obliczone chwilowe wartości stężeń produktu reakcji

t[czas] minuty	15	30	45	60	75	90
V[ml] Ba(OH)2	9,7	10,5	11,2	11,9	12,5	13,2
x stężęnie [ mol/dm^3 ]	1,668	2,105	2,493	2,8808	3,2132	3,601

Wykonanie wykresu

Obliczone wartości stałej szybkości hydrolizy estru, dla określonych czasów.

	Czas [min]	Y	k
1	15	0,0328	0,002189
2	30	0,0459	0,001532
3	45	0,0605	0,0013457
4	60	0,07933	0,001322
5	75	0,101	0,001348
6	90	0,1394	0,001549
			0,009288
			0,001548

Otrzymana wartość stałej szybkości hydrolizy estru w środowisku zasadowym wynosi;

wartość obliczona k = 0,001548 min^-1 lub k = 2,58 10^-5 s^-1.

wartość z wykresu k = 0,0014 min ^-1 lub k = 2,33 10^-5 s^-1.

otrzymane wartości są porównywalne.

Szybkość reakcji chemicznej definiowana jest jako ubytek stężenia substratu lub przyrost stężenia produkty w jednostce czasu; r =
. Rzeczywista szybkość jest pochodną stężenia substratu lub produktu względem czasu. Szybkość reakcji jest funkcją stężenia reagentów.

Obserwacje;

Podczas wykonywania ćwiczenia, zaobserwowałam wzrost ilości [lm] roztworu Ba(OH)₂, którym miareczkowałam, roztwór CH₃COOC₂H₅ + OH^- z dodatkiem 20ml HCl wobec fenolowtaleiny, podczas przebieg reakcji hydrolizy octanu etylu, estru, w środowisku zasadowym przebiegającej według reakcji;

CH₃COOC₂H₅ + OH^- --------------- CH₃COO^-+ C₂H₅OH.

Zauważyłam zwiększenie się objętości Ba(OH)₂ wraz z upływem czasu, spowodowane jest to zwiększaniem się stężenia użytego katalizatora HCl.

4

---