Ćwiczenie nr 6
KINETYKA REAKCJI ODWRACALNEJ
Cel ćwiczenia:Celem ćwiczenia jest wyznaczenie stałej równowagi reakcji dla estryfikacji kwasu octowego alkoholem etylowym oraz określenie stopnia przereagowania kwasu octowego.
Cele kształcenia:
Student po wykonaniu ćwiczenia:
ma wiedzę z zakresu podstawowych pojęć dotyczących kinetyki reakcji chemicznych; zna pojęcia: szybkość, stan i stała równowagi reakcji chemicznej;
potrafi wymienić czynniki wpływające na wielkość stałej równowagi, regułę przekory i sposoby zwiększania wydajności reakcji estryfikacji;
potrafi wyjaśnić rolę kwasu siarkowego.
Odczynniki i sprzęt laboratoryjny:
Odczynniki: kwas octowy, alkohol etylowy, wodorotlenek potasu (roztwór 0.5 M), etanol,
stężony kwas siarkowy, fenoloftaleina
Sprzęt laboratoryjny: kolba dwuszyjna, chłodnica zwrotna, koreczek szklany, pipeta (poj. 1
cm3), cylinder miarowy (2 szt., poj. 50 i 25 cm3), kolba miarowa (2 szt., poj. 200 i 25 cm3)
biureta, erlenmajerka (3 szt. poj. 200 cm3)
Karty charakterystyki:
Karty charakterystyki używanych odczynników znajdują się w sali C/1/01 w miejscu wskazanym przez prowadzącego zajęcia na pierwszych ćwiczeniach.
Opis wykonania doświadczenia: 1. Przygotowanie titranta:
Do kolby miarowej pojemności 200 cm3 wprowadzić 40 cm3 0.5 M roztworu KOH i dopełnić
wodą destylowaną do kreski. 2. Przeprowadzenie reakcji:
Do kolby miarowej poj. 25 cm3 wprowadzić 5 cm3 kwasu octowego, 0.5 cm3 stężonego kwasu
siarkowego i dopełnić alkoholem do kreski za pomocą pipety poj. 25 cm3. Zanotować ilość
dodanego alkoholu i godzinę rozpoczęcia biegu reakcji. Mieszaninę reakcyjną przelać do kolby dwuszyjnej zaopatrzonej w chłodnicę zwrotną (celem ograniczenia przedostawania się oparów reagujących substancji do otoczenia). Boczną szyjkę kolby należy po każdorazowym pobraniu próbki zamknąć korkiem.
3. Analiza biegu reakcji
Próbki (0.5 cm3 mieszaniny reakcyjnej) pobierać początkowo co 3 min. (5 próbek), potem co
5 min. (3 próbki), co 10 min. (2 próbki), co 20 min. (2 próbki), następne co 30 min. Reakcję prowadzić tak długo, aż miareczkowanie dwóch kolejnych próbek da ten sam wynik.
Pobrane próbki rozcieńczać wodą i miareczkować przygotowanym titrantem (0,1 M KOH) wobec fenoloftaleiny.
4. Wyznaczenie początkowego stężenia kwasu octowego:
Do kolbki miarowej poj. 25 cm3 wprowadzić 5 cm3 kwasu octowego i dopełnić wodą
destylowaną. Wymieszać. Pobrać 0.5 cm3 roztworu i zmiareczkować przygotowanym
titrantem. Oznaczenie powtórzyć trzy razy.
5. Wyznaczenie poprawki na dodany kwas siarkowy:
Do kolbki miarowej poj. 25 cm3 wprowadzić 0.5 cm3 stęż. H
2SO4 i dopełnić wodą
destylowaną. Wymieszać. Pobrać 0.5 cm3 roztworu i zmiareczkować przygotowanym
titrantem. Oznaczenie powtórzyć trzy razy. Poprawkę odejmować od wyników uzyskanych z miareczkowania próbek mieszaniny reakcyjnej.
Instrukcja do sporządzenia sprawozdania:
1Celem znalezienia stałej równowagi reakcji badanego procesu oraz stopnia przereagowania kwasu octowego należy:
2- obliczyć poprawkę na kwas siarkowy
3- obliczyć początkowe i równowagowe stężenie kwasu octowego 4- obliczyć początkowe i równowagowe stężenie alkoholu
5- znaleźć równowagowe stężenie wody (z uwzględnieniem wody zawartej w wyjściowym alkoholu)
- celem sporządzenia wykresu obrazującego przebieg procesu należy obliczyć stężenia kwasu octowego i estru w każdej z pobranych próbek
- na podstawie znalezionych stężeń równowagowych kwasu, alkoholu, estru i wody obliczyć stałą równowagi przeprowadzonej reakcji oraz stopień przemiany kwasu.
- porównać otrzymane wartości z danymi literaturowymi Literatura
1. T. Dryński, Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki, PWN Warszawa 1967 2. K. Pigoń, Z. Ruziewicz, Chemia fizyczna, PWN, Warszawa 1980
3. P. Mastalerz, Podręcznik chemii organicznej, Wydawnictwo Chemiczne, Wrocław 1996
Wzór sprawozdania:
Sprawozdanie z ćwiczenia nr 6 KINETYKA REAKCJI ODWRACALNEJ
Imię nazwisko data
... ... Nr grupy, kierunek, rok studiów
...
1. Równanie reakcji
2. Obliczenia:
Poprawka na kwas siarkowy
Początkowe stężenie kwasu octowego
Sposób obliczania zawartości kwasu octowego
Sposób obliczania stężenia kwasu octowego
Sposób obliczania zawartości estru
Sposób obliczania stężenia estru
3. Wyniki: t [min] VKOH [cm3] V’KOH [cm3] [CH3COOH] [mmol] [CH3COOCH3] [mmol] [CH3COOH] [mol/dm3] [CH3COOCH3] [mol/dm3] S [%]
V’ – po uwzględnieniu poprawki na kwas siarkowy
4. Wykresy
- wykres zależności stężenia kwasu octowego oraz octanu metylu od czasu trwania reakcji
- wykres zależności stopnia przemiany kwasu octowego od czasu trwania reakcji
5. Wielkości odczytane z wykresu stężenie równowagowe kwasu octowego:
stężenie równowagowe estru:
6. Obliczenie stężenia równowagowego wody
7. Obliczenie równowagowego stężenia metanolu
