Chemia Fizyczna: Ćwiczenia laboratoryjne nr 4

„Wyznaczanie energii aktywacji reakcji zmydlania estru”

Celem zadania jest wyznaczenie E_a reakcji zmydlania octanu etylu na podstawie znajomości stałych szybkości reakcji k w temperaturach 22°C, 32°C.

Literaturowa energia zmydlania estru wynosi 59,3 kJ/mol.

Energię zmydlania estru wyznaczamy z równania:

k₁ E_a 1 1

(♦) log —— = - ——— — - —

k₂ 2,303R T₁ T₂

k₁ - średnia szybkość reakcji w T₁ = 25°C

k₂ - średnia szybkość reakcji w T₂ = 35^oC

R - stała gazowa

Stałe szybkości reakcji znajdujemy ze wzoru:

2,303 c^o_es(c^o_z - c_x)

k = ————— log ——————

t( c^o_z - c^o_es) c^o_z(c^o_es - c_x)

gdzie oznaczenia i wartości są podane w tabeli dla odpowiednich temperatur.

Tabela wyników

T=22^oC	Czas[min]	mS	Χ	cx	k	log y	c^oz=0,05M c^oes=0,0487M
	0.5	9,47	9,3	0,006237	0,009941	0,011026
	2,0	7,561	7,42	0,018913	0,042702	0,019988
	4,0	6,541	6,42	0,025685	0,074599	0,034489
	6,0	5,904	5,8	0,029915	0,105807	0,05039
	8,0	5,483	5,38	0,03271	0,135152	0,066607
	10,0	5,185	5,09	0,034689	0,162698	0,083846
	12,0	4,961	4,87	0,036176	0,188863	0,102067
	14,0	4,79	4,70	0,037311	0,213201	0,120572
	16,0	4,655	4,57	0,038208	0,23593	0,140184
	18,0	4,547	4,47	0,038925	0,256937	0,160699
	20,0	4,455	4,37	0,039536	0,277264	0,181356
					kśr=0,1548		K=9,82 m^-1
T=32^oC	0,5	8,052	7,91	0,024216	0,066216	0,001655	c^oz=0,05M c^oes=0,0487M
	2	6,811	6,69	0,031378	0,120032	0,007111
	4	5,829	5,72	0,037046	0,207115	0,012422
	6	5,282	5,19	0,040204	0,302605	0,017619
	8	4,954	4,86	0,042097	0,399989	0,022506
	10	4,728	4,64	0,043401	0,503514	0,027093
	12	4,564	4,48	0,044348	0,612934	0,03145
	14	4,444	4,36	0,04504	0,724059	0,035503
	16	4,349	4,27	0,045589	0,841837	0,039288
	18	4,273	4,2	0,046027	0,96503	0,042786
	20	4,213	4,14	0,046374	1,089083	0,046171
					kśr=0,316

1. Obliczyłem χ ze wzoru χ_t=K x R_o^-1

Χ_0,5=0,0982 x 9,47 = 0,929954

2. Obliczyłem stężenia estru w każdym punkcie pomiaru czasu ze wzoru

3. Następnie obliczam stałą reakcji ze wzoru:

4) Następnie wyliczam średnią stałą szybkości i podstawiam do wzoru (♦) :

Błąd względny i bezwzględny:

Błąd względny: 5,909

Błąd bezwzględny: 0,09965

Dyskusja wyników:

Korzystając ze wzoru (♦) obliczyliśmy, że E_a wynosi 53,391kJ/mol podstawiając za k₁ i k₂ wartości średnie.

Wyznaczona wartość E_a jest mniejsza od literaturowej, co zapewne jest spowodowane:

-wyznaczona przez nas E_a jest wartością średnią dla danego przedziału temp.

-mogły wystąpić błędy podczas wykonywanych operacji matematycznych

Współczynnik temperaturowy czyli stosunek stałej szybkości w temp.32 st. Do stałej szybkości w temp. 22 st. Wynosi 2.

Stałe szybkości różnią się od siebie dość znacznie i mają tendencje wzrostu wraz z czasem.

---