BADANIE KINETYKI ZASADOWEJ HYDROLIZY ESTRU

Szkło:	Aparatura:	Odczynniki:
Cylinder 100 ml	Konduktometr cyfrowy	0,2M roztwór NaOH
Pipeta 5 ml	Mieszadło magnetyczne	Ester (octan etylu)
Pipeta 2 ml	Dipol do mieszadła
Zlewka 150 ml	Komputer

Wprowadzenie

Stechiometryczne równanie zasadowej hydrolizy (zmydlania) estru można zapisać następująco:

CH₃COOC₂H₅ + OH^- CH₃COO^- + C₂H₅OH (1)

Niewiele reakcji przebiega w jednym etapie, zgodnie z zapisem stechiometrycznym.
O ich szybkości decyduje etap najwolniejszy, co powoduje, że równanie kinetyczne reakcji nie może być wyprowadzane z równania stechiometrycznego, lecz ustalane jest na podstawie wyników badań kinetycznych. Wyznaczenie rzędu reakcji (1) i ustalenie postaci równania kinetycznego jest celem niniejszego ćwiczenia.

W wyniku reakcji następuje m.in. zastępowanie bardzo ruchliwego jonu OH^- kilkakrotnie mniej ruchliwym jonem CH₃COO^-, co daje możliwość dogodnego śledzenia kinetyki reakcji metodą konduktometryczną.

Wykonanie ćwiczenia

1. Wykalibrować konduktometr za pomocą 0,01M roztworu wzorcowego KCl
   ( = 1.34 mS^.cm^-1 )

2. Do naczynia reakcyjnego wlać 95 ml wody destylowanej i 5 ml 0,2M NaOH, postawić na mieszadle magnetycznym i umieścić w naczyniu czujnik konduktometryczny

3. Po ustaleniu się wskazań konduktometru zanotować wartość przewodnictwa oraz temperatury.

4. Przy włączonym mieszadle wprowadzić do naczynia reakcyjnego 0,1 ml estru (objętość końcowa mieszaniny reakcyjnej = 100 ml). Niezwłocznie rozpocząć komputerowo pomiary przewodnictwa (odczyt co 15 sekund ).

5. Rejestrację prowadzić do ustalenia się wartości przewodnictwa (reakcja przestaje zachodzić, zależnie od stężeń substratów, po kilkunastu minutach)

6. Powtórzyć pomiary (punkty od 2. do 5)

7. Wykonać pomiary (p.2. - 6.) dla dwukrotnie wyższego oraz dwukrotnie niższego stężenia estru ( odpowiednio: 0,2 ml i 0,05 ml ), przy tym samym stężeniu zasady. Objętość wody wynosić musi 95 ml ( tak aby końcowa objętość mieszaniny wynosiła za każdym razem 100 ml )

Opracowanie wyników

1. Wykonać wykresy krzywych postępu reakcji w układzie -_∞ = f(t)

2. Ustalić dowolną metodą rząd reakcji i obliczyć stałą szybkości reakcji

3. Zaproponować równanie kinetyczne reakcji oraz podać jego interpretację,
   tj. przedyskutować prawdopodobny mechanizm badanej reakcji reakcji

Utylizacja mieszaniny poreakcyjnej (ochrona środowiska)

Mieszaninę poreakcyjną należy zlać do odpowiednio oznakowanego pojemnika ustawionego w pracowni. Ze względu na to, że produkty reakcji (octan i etanol) są mało szkodliwe (występują w mieszaninie końcowej w niskim stężeniu i ulegają biodegradacji) mogą być w ostateczności po rozcieńczeniu zwykłą wodą wylewane do zlewu.

Dane pomocnicze:

Jonowe przewodnictwa molowe

Jon	18^oC	25^oC
CH3COO^- ^	34	40,9
OH^-	174	197,6
Na^+	43,5	50,1

Przewodnictwa właściwe roztworów wzorcowych KCl

C, mol/dm^3 (18^oC)	, mS^.cm^-1
		0^oC	18^oC	25^oC
1	65,39	98,15	111,67
0,1	7,15	11,186	12,879
0,01	0,77474	1,222	1,4107

Octan etylu:

M = 88,1g/mol

ρ = 0.901 g/cm³

Rozpuszczalność w wodzie: 8,53g w 100g H₂O (20^oC)

Źródła:

Poradnik fizykochemiczny PWN

K.Schwabe; Physikalische Chemie, B.2 Elektrochemie, Berlin 1975

---