Робота № 9/2. Вивчення кінетики омилення складних ефірів у присутності іонів гідроксилу

Мета роботи. Визначити константу швидкості реакції омилення ефіру в присутності іонів ОН^-.

Методика роботи. Як приклад реакції омилення складних ефірів можна розглянути реакцію:

.

Цю реакцію проводять у водному розчині за надлишком лугу; проходить вона по 2-му порядку. Константу швидкості реакції обчислюють за рівнянням

. (1)

Кількість реагентів визначається титруванням однакових об'ємів проб (по 5 мл суміші) розчином кислоти (С_к).

Позначимо через V₀, V_t, і V_µ об'єми кислоти (в мл), що йдуть на нейтралізацію лугу у пробі до початку реакції, у момент реакції та у кінці реакції. У такому випадку початкова кількість молекул лугу у пробі .

Оскільки на 1 моль ефіру при омиленні йде 1 моль лугу, то початкова кількість молей ефіру у пробі визначається різницею між початковою та кінцевою кількістю лугу:

.

Тоді

.

Кількість молів лугу у пробі у момент t дорівнює

.

Тоді

.

Кількість молів ефіру у пробі в момент t:

.

Отримуємо рівняння для розрахунку константи швидкості:

. (2)

Перепишемо це рівняння у вигляді

. (3)

Оскільки початковий об'єм V₀ визначити важко, будуємо лінійну залежність рівняння (3) у координатах , та визначаємо як відрізок на ординаті за .

Порядок роботи.

1. Змішують 5 мл ефіру та 50 мл 0,0025 н NaOH та доводять до 100 мл. Момент змішування розчинів є моментом початку реакції.

2. Через кожні 3 - 5 хв беруть перші три проби по 5 мл та титрують НС1 у присутності фенолфталеїну до появи рожевого забарвлення.

3. Наступні проби беруть через 10 - 15 хв. За реакцією спостерігають 1,5 - 2 год, послідовно відбираючи для аналізу проби.

4. Результати вимірювань та розрахунків заносять у таблицю:

Час

t, хв.

Vt, моль/л

(Vt-Vµ), моль/л

k, л/(моль·хв)

Література: [21, с. 217-242,253-256].