Constante de tasa de saponificación de acetato de etilo

La reacción de saponificación del acetato de etilo es una reacción secundaria típica:

CH3COOC2H5 OH-→CH3COO- C2H5OH

Supongamos que los reactivos acetato de etilo y álcali si el inicial las concentraciones de son iguales, la ecuación de velocidad de reacción es:

r = =kc2

Después de la integración, se puede obtener la expresión del coeficiente de velocidad de reacción:

( derivación)

En la fórmula: es la concentración inicial del reactivo; c es la concentración del reactivo en cualquier momento durante la reacción. Para encontrar el valor k a una determinada temperatura, es necesario conocer la concentración c en cualquier momento t durante la reacción a esa temperatura. Existen muchos métodos para determinar esta concentración. Este experimento utiliza el método de conductividad.

La base para medir la concentración mediante el método de conductividad es:

(1) El acetato de etilo y el etanol en la solución no tienen una conductividad obvia y sus cambios de concentración no afectarán el valor de conductividad. . Al mismo tiempo, la concentración de Na permanece sin cambios durante la reacción y tiene una contribución fija a la conductancia de la solución, independientemente de los cambios en la conductancia. Por tanto, los únicos iones que participan en la conducción y cambian de concentración durante la reacción son OH- y CH3COO-.

(2) Dado que la conductividad del OH- es mucho mayor que la del CH3COO-, a medida que avanza la reacción, el OH- disminuye gradualmente y el CH3COO- aumenta gradualmente, por lo que la conductancia de la solución disminuye gradualmente.

(3) En una solución diluida, la conductancia de cada electrolito fuerte es proporcional a su concentración, y la conductancia total de la solución es igual a la suma de las conductancias de cada ion en la solución.

Supongamos que la conductancia del sistema de reacción en el tiempo t=0, t=t y t=∞ puede representarse por G0, Gt y G∞ respectivamente. En esencia, G0 es la conductancia de la solución de NaOH cuando la concentración es c, Gt es la suma de la conductancia de la solución de NaOH cuando la concentración es c y la conductancia de la solución de CH3COONa cuando la concentración es - c, y G∞ es el producto CH3COONa solución La conductancia cuando la concentración es . Es decir:

G0=K inversa c0

G∞=K produce c0

Gt=K inversa c K produce (c0- c)

En la fórmula, K es el coeficiente proporcional relacionado con la temperatura, las propiedades del disolvente y del electrolito.

Al procesar las tres ecuaciones anteriores, podemos obtener

G0- Gt=(producción K anti-K)(c0- c)

Gt- G ∞=( K inversa - K producto)c

Dividimos las dos ecuaciones anteriores, obtenemos

Al poner en la expresión del coeficiente de velocidad de reacción anterior, obtenemos

k=

La fórmula anterior se puede reescribir de la siguiente forma:

Gt= G∞

Usando Gt para dibujar una gráfica, se puede formar una línea recta. obtenido, y la pendiente de la línea recta es, de la cual podemos obtener Se obtiene el coeficiente de velocidad de reacción k, y G∞ se puede obtener de la intersección.

La vida media t1/2 de la reacción secundaria es:

t1/2=

Se puede observar que la vida media t1/2 de la reacción secundaria es proporcional a la concentración inicial. Inversamente proporcional. Se puede ver en la fórmula anterior que aquí t1/2 es la pendiente de la línea recta obtenida en el dibujo anterior.

Si se obtiene experimentalmente el coeficiente de velocidad k a dos temperaturas diferentes, se puede utilizar la fórmula de Arrhenius:

ln=()

Calcular la energía de activación Ea de la reacción.

Es posible que tengas que introducir los cálculos numéricos tú mismo para obtenerlo