skan0209

212 Kinetyka chemiczna

Obliczyć stałą szybkości reakcji zmydlania estru, traktując ją jako pierwszo-rzędową. Ile wyniosło to opóźnienie?

Rozwiązanie. Reakcja zmydlania estru, przy dużym nadmiarze wody, może być traktowana jako reakcja pscudojednocząsteczkowa:

CH₃COOC₂H₅ + H₂0 C₂H₅OH ± CH3COOH.

Oznaczmy stężenie aktualne estru przez c, stężenie powstałego kwasu octowego zaś przez A'. Równanie bilansu a = c ± x musi być spełnione w każdej chwili /; początkowe stężenie estru a wyznacza się z końcowego miareczkowania, oczywiście wtedy, gdy reakcja przebiega do końca (dla t = °o, c = 0 i a = x_oa).

Chwilowe stężenie kwasu octowego x można obliczyć z relacji uwzględniającej stężenie HC1 w mieszaninie reakcyjnej:

^zas (0 ^‘zas ^próbki

^cHC’l-

Ze względu na to, że reakcja zaczęła się wcześniej niż rozpoczęto pomiar czasu, stałą szybkości obliczymy, całkując równanie kinetyczne w granicach tj - t_i+1 (zob. tab. 5.4 w poprzednim przykładzie - sposób b). Wyniki obliczeń przedstawiono w tab. 5.6.

Tabela 5.6

t [min]	^zas [cm ]	A [M]	ln (a - a)	1 c «—• rO O T—<	to t^min]
0	8,4	0,01	-0,8557		-12,92
30	9,3	0,0325	-0,9101	1,813	-13,14
60	10,15	0,0538	-0,9643	1,808	-13,27
90	10,95	0,0738	-1,0182	1,796	-13,21
120	11,7	0,0925	-1,0715	1,777	-12,82 1
150	12,4	0,11	-1,1239	1,748	-11,96
180	13,1	0,1275	-1,1793	1,845	-12,71
210	13,75	0,1438	-1,2336	1,810	-12,87
240	14,35	0,1588	-1,2864	1,763	-12,24
270	14,95	0,1738	-1,3423	1,861	-13,26
00	25,4	0,435	r Średnia	1,802 ±0,012	-(12,84 ±0,14)

f

Średnia z 9 pomiarów dobrze zgadza się z wartością stałej szybkości wyznaczonej graficznie - zob. rys. 5.2 z równaniem linii prostej y = -(8559 ±5)-10“⁴--(1,800 ±0,003) • 10~³ t.