Wykonał: Jacek Teresko Szczecin 22.12.98r.
POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA
ZAKŁAD CHEMII FIZYCZNEJ
Laboratorium studenckie
Sprawozdanie z wykonania ćwiczenia nr 22:
„Wyznaczanie stałej szybkości hydrolizy octanu etylu
wodorotlenkiem sodowym w roztworze wodnym.”
APARATURA: - konduktometr
suszarka
stoper
dwie zlewki 100 cm3
pipeta 50 cm3
bagietka
ODCZYNNIKI: - 0.02m roztwór wodny NaOH
0.02m roztwór wodny octanu etylu
WYKONANIE:
Celem ćwiczenia było wyznaczenie stałej szybkości reakcji hydrolizy estru, która przebiega zgodnie z równaniem:
CH3COOC2H5 + NaOH = CH3COONa + C2H5OH
Jeśliby przeanalizować przypadek nieodwracalnej reakcji II-rzędu:
A + B → produkty
to równanie na szybkość takiej reakcji można zapisać:
gdzie:
- ubytek stężenia każdego stężenia po czasie
i
- początkowe stężenia substratów.
Przekształcając i całkując powyższe równanie otrzymuje się:
wartość stałej wyznaczyć można przez obliczenie wartości wyrażenia dla warunków początkowych
i
:
podstawiając wartość tak otrzymanej stałej do równania otrzymuje się:
Otrzymane w ten sposób równanie kinetyczne reakcji II-rzędowej pozwala, znając wartość stałej szybkości reakcji
, wyznaczyć aktualny ubytek stężenia substratów w dowolnym czasie
.
Jeżeli początkowe stężenia substratów są jednakowe lub reakcja przebiega zgodnie z równaniem:
2A → produkty
wówczas równanie kinetyczne ma postać:
gdzie:
- aktualne stężenie substratów.
Po rozdzieleniu zmiennych i scałkowaniu w granicach od
do
i od
do
:
lub po przekształceniu:
.
Zasada wyznaczania stałej szybkości reakcji hydrolizy estru
, polegała na pomiarze aktualnego stężenia reagentów poprzez śledzenia przewodnictwa roztworu reakcyjnego. Przekształcając ostatni wzór tak, aby zamiast stężeń reagentów możliwe było podstawianie wartości przewodnictwa roztworu otrzymuje się:
.
Jest to równanie kinetyczne reakcji hydrolizy octanu etylu, w którym stężenia reagentów zostały zastąpione wartościami przewodnictw.
TABELA POMIAROWA
Lp. |
Godzina pomiaru |
Czas trwania reakcji |
|
|
|
|
|
|
|
1. |
900 |
5 |
25 |
2,10 |
0,40 |
1,20 |
0,33 |
33 |
165 |
2. |
905 |
10 |
100 |
2,00 |
0,50 |
1,10 |
0,45 |
45 |
450 |
3. |
910 |
15 |
225 |
1,90 |
0,60 |
1,00 |
0,60 |
60 |
900 |
4. |
915 |
20 |
400 |
1,80 |
0,70 |
0,90 |
0,77 |
77 |
1540 |
5. |
920 |
25 |
625 |
1,75 |
0,75 |
0,85 |
0,88 |
99 |
2200 |
6. |
925 |
30 |
900 |
1,70 |
0,80 |
0,80 |
1,00 |
100 |
3000 |
7. |
935 |
40 |
1600 |
1,60 |
0,90 |
0,70 |
0,29 |
129 |
5160 |
8. |
945 |
50 |
2500 |
1,50 |
1,00 |
0,60 |
1,67 |
167 |
8350 |
9. |
955 |
60 |
3600 |
1,45 |
1,05 |
0,55 |
1,90 |
190 |
11400 |
4