Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Методика эксперимента. Модельной для изучения служит реакция гидролиза уксусноэтилового эфира:
|
|
Модельной для изучения служит реакция гидролиза уксусноэтилового эфира:
CH3COOC2H5 + H2O 
CH3COOH + C2H5OH. (24)
При большом избытке воды реакция протекает по первому порядку. Так как при комнатных температурах скорость этой реакции мала, процесс ускоряют введением катализатора, которым в данном случае являются ионы водорода.
В ходе реакции, как следует из уравнения, количество уксусной кислоты должно непрерывно возрастать, в то время как количество кислоты – катализатора должно оставаться неизменным. Поэтому объём щёлочи, используемой для титрования, должен непрерывно увеличиваться.
Для опыта в небольшую колбу заливают 50 мл 1.0 н раствора соляной кислоты и колбу на 30 мин помещают в термостат. В это время готовят всё необходимое для титрования. В коническую колбу емкостью 100 мл наливают 50 мл дистиллированной воды, прибавляют 3 капли фенолфталеина и ставят колбу на лёд. Уровень 0, 1 н барита, используемого для титрования, устанавливают в бюретке на нулевой отметке и подготавливают сухую пипетку Мора на 2 мл.
Когда приготовления закончены, и кислота в реакционной колбе приняла температуру термостата, пипеткой отбирают 2 мл уксусноэтилового эфира и вливают в колбу с кислотой. В момент падения первой капли пускают секундомер. Колбу закрывают, сильно взбалтывают и оставляют в термостате до конца опыта.
Первая проба реакционной смеси титруется через 10 мин после начала реакции. Поэтому за 1 мин до срока, то есть через 9 мин после начала реакции набирают пипеткой 2 мл реакционной смеси и вливают в колбу с охлаждённой водой в тот момент, когда стрелка секундомера остановится на 10 мин. Охлажденную и разбавленную пробу титруют 0, 1 н раствором Ba(OH)2. Следующие пробы титруют через 20, 30, 45, 60 и 90 мин после начала реакции, каждый раз повторяя описанную процедуру. Результаты титрования заносят в таблицу 1. Поскольку за 90 мин реакция не заканчивается, а скорость её становится очень малой, склянку с реакционной смесью оставляют на ночь, и проводят последнее титрование через сутки.
Таблица 1
Экспериментальные и расчётные данные для реакции гидролиза уксусноэтилового эфира
| T, K | t, мин | Объём титранта, Vi, мл | V¥ -Vi, мл | k | kср | E, кДж/моль |
| Т1 | ||||||
| ¥ | ||||||
| Т2 | ||||||
| ¥ |
Расчёт константы скорости производят на основе соотношения:
. (25)
Отношение концентраций этилацетата C1 и C2, остающихся к моментам времени t1 и t2, может быть заменено равным ему отношением разностей объёмов барита, израсходованного на последнее титрование (V¥ ) и на титрование в момент t (Vt). В самом деле, V¥ пропорционально суммарному количеству кислоты – катализатора и всей образовавшейся уксусной кислоты, Vt – тому же количеству катализатора и уксусной кислоты, образовавшейся к моменту времени t, поэтому их разность пропорциональна ещё не образовавшейся уксусной кислоте к моменту времени t, а следовательно – количеству ещё не прореагировавшего уксусноэтилового эфира к моменту времени t. Заменив в уравнении концентрации на соответствующие разности объёмов, получим:
. (26)
По уравнению (26) вычисляют константу скорости для промежутков времени: 10 – 20, 10 – 30, 10 – 45, 10 – 60, 10 – 90, 20 –30, 20 – 45, 20 – 60, 20 – 90, 30 – 45, 30 – 60, 30 – 90, 45 – 60, 45 – 90, и 60 – 90 мин и вычисляют её среднее значение.
Опыт повторяют при другой температуре, отличающейся от первой на 10 – 15 град., и по двум значениям констант скорости находят энергию активации реакции по уравнению (6).