PK WIiTCh GR. 34 Zespół nr 1	Ćwiczenie: 11	Data: 11.01.2001
1. Mielnik Michał 2. Mierzwa Rafał 3. Rynduch Zygmunt	Temat: Wyznaczanie stałej szybkości reakcji zmydlania estru metodą konduktometryczną	Ocena:

1. Wstęp teoretyczny.

Hydroliza estrów jest reakcją katalizowaną kwasami lub zasadami. Reakcja katalizowana kwasami jest odwracalna, w obecności kwasów prowadzi się przecież syntezę estrów z kwasów i alkoholi. Natomiast zasady nie tylko katalizują hydrolizę, ale w ilościach stechiometrycznych są zużywane w reakcji:

CH₃COOC₂H₅ + KOH = CH₃COOK + C₂H₅OH

Podczas reakcji ilość jonów w roztworze jest stała. Jony OH^- zastępowane są przez jony octanowe. Te dwa rodzaje jonów różnią się ruchliwością. Jony OH^- wykazują bardzo wysoką ruchliwość. Zastąpienie ich jonami octanowymi powoduje znaczne zmniejszenie przewodnictwa elektrycznego roztworu. Stanowi to podstawę metody pomiaru wykorzystywanej w ćwiczeniu.

O przewodnictwie elektrycznym roztworu decyduje obecność jonów. Na początku reakcji w mieszaninie będą tylko jony OH^- i K⁺ w stężeniu równym początkowym stężeniom.

Przewodnictwo właściwe κ będzie równe:

gdzie:

λ - przewodnictwo graniczne,

C₀ - stężenie początkowe.

2. Zadania do wykonania.

• Wyznaczyć stałą C, czyli przewodnictwo właściwe w czasie t = ∞

• Sporządzić wykres 1/(B-C) od czasu t, gdzie B - przewodnictwo właściwe w czasie t

• Wyznaczyć stałą szybkości reakcji.

3. Wykonanie ćwiczenia.

W zadanej temperaturze T = 313K za pomocą konduktometru dokonujemy pomiaru przewodnictwa mieszaniny reakcyjnej.

W obliczeniach stosujemy wzór:

gdzie:

k - stała szybkości reakcji,

a - współczynnik kierunkowy prostej (a = tg α)

α - kąt nachylenia prostej do osi x.

4. Obliczenia i pomiary.

T = 313 [K]

λ_OH^- - 0,02482 [m²/Ω⋅mol]

λ_AcO^- - 0,0056 [m²/Ω⋅mol]

C_0,ZASADY - 0.02 [mol/dm³]

C_0,ESTRU - 0.02 [mol/dm³]

W celu wyznaczenia przewodnictwa na końcu reakcji C kreślimy wykres:

C = 0,1415

Wyznaczamy rzędowość reakcji na podstawie wykresów:

Z powyższych wykresów wynika, że jest to reakcja drugorzędowa. Stała szybkości tej reakcji wyliczamy ze wzorów:

Odczytujemy wartości z równania prostej a₀ = 6,0623 a₁ = 0,0175. Zatem:

Stała szybkości reakcji wynosi k₂ = 0,1443

Stała szybkości obliczona z wartości przewodnictw granicznych jonów OH^- i CH₃COO^- wynosi:

5. Wnioski.

Z przeprowadzonego pomiaru wynika, że reakcja zmydlania estrów jest reakcją drugorzędową. Świadczy o tym prostoliniowy przebieg zależności 1/(B-C) od t. Obliczone stałe szybkości reakcji k dwoma metodami są tego samego rzędu wielkości, co potwierdza poprawność wykonania doświadczenia.

---