ESTERDAMISE REAKTSIOONI TASAKAALUKONSTANDI MÄÄRAMINE (0)

TTÜ keemiainstituut

KYF0030 - Füüsikaline keemia - praktikum
Laboratoorne töö nr:
8
Töö pealkiri: ESTERDAMISE REAKTSIOONI TASAKAALUKONSTANDI MÄÄRAMINE
Õpperühm:
Töö teostaja :
Õppejõud: Kalju  Lott
17.10.2010
Töö ülesanne. Töös määratakse tasakaalukonstant lahuses toimuvale reaktsioonile
CH3COOH + C2H5OH ↔ CH3COOC2H5 + H20.
Sissejuhatus. Eeltoodud reaktsioonile on termodünaamiline tasakaalukonstant avaldatav tasakaalu olukorras mõõdetud produktide ja lähteainete aktiivsuste kaudu:
kus xi - komponendi moolimurd,
γi - komponendi aktiivsustegur lahuses.
Kui puuduvad andmed komponentide aktiivsustegurite kohta, on sobiv kasutada näilist tasakaalukonstanti K'x, mis avaldatakse moolimurdude xi kaudu:
Termodünaamiline ja näiline tasakaalukonstant on omavahel seotud järgmiselt:
Aktiivsustegureid on võimalik määrata aururõhu mõõtmise teel.
Antud töös kasutatakse näilist tasakaalukonstanti, mis on konstantne küllalt suures kontsentratsioonide piirkonnas.
Reaktsiooni tasakaal saabub aeglaselt. Käesolevas töös kasutatakse tasakaaluoleku kiiremaks saavutamiseks katalüsaatorina HCl. Katalüsaatori kontsentratsioon on küllalt suur, et muuta vee reaktsiooni ja mõjutada tasakaalukonstandi arvväärtust, kuid kindla HCl kontsentratsiooni puhul on tasakaalukonstant püsiv. HCl lisatakse ainult katalüsaatorina reaktsiooni kiirendamiseks, ta ei võta osa reaktsioonist..
Tööl on praktiline tähtsus keemilise sünteesi jaoks, kus on vaja teada teoreetilist saagist antud lähteainete kontsentratsiooni puhul. Arvutusi saab teha teades tasakaalukonstanti, eeldades, et reaktsiooni aeg on küllaldane tasakaalu saavutamiseks.
Aparatuur . Bürett, 5-ml pipett , 2-ml pipett, 1-ml pipett, 8 50-ml mahuga lihvitud klaaskorgiga suletavat kolbi, kaaluklaas.
Reaktiivid . 0,5 n NaOH lahus, ff indikaator , etüületanaat (etüülatsetaat), kontsentreeritud HCI, 100-% etaanhape (jää-äädikhape), absoluutne etanool .
Katse käik. 50-m1 mahuga klaaskorgiga suletavatesse täiesti kuivadesse kolbidesse pipeteeritakse esimene segu ja vastavalt praktikumi juhendaja korraldusele
Kaks parallelkatset (kolbi), millesse on mõõdetud 5 ml 3n HCl + 5 ml vett pannakse eraldi riiulile seisma.
Ning seejärel valmistatakse kaks paralleelkatset reaktsioonilahustest (5 ml 3n HCl+ 5 ml etüületanaati + X ml etanooli + X ml vett) kusjuures lisatava reagendi milliliitrite hulk X vastab üliõpilase koodi viimasele numbrile
Tähelepanu! Kõikidel juhtudel tehakse ka paralleelkatse. Iga kolb suletakse kiiresti ning jäetakse seisma vähemalt 48 tunniks (veel parem nädalaks), vahetevahel loksutades. Auramise vältimiseks on oluline, et lihvid oleksid tihedalt suletud. Kolbe pole vaja termostateerida, sest antud reaktsiooni tasalkaalu mõjutab temperatuur vähe. (Miks?)
Iga reagendi hulk määratakse kaalumise teel. Pipett lastakse tühjaks voolata otse kaaluklaasi. Võetakse järgmistest kaalutistest need, mida kasutati lahuste valmistamisel: Näiteks
5 ml 3n HCl,
5 ml ja 2 ml etüületanaati,
1 ml ja 4 ml etanooli,
1 ml etaanhapet ,
5 ml, 3 ml ja 1 ml vett.
Kuna reaktsiooni tasakaal nihkub aeglaselt, on tasakaalukontsentratsioonid määratavad tiitrimise teel. Pärast seismist tiitrida iga kolvi sisu (otse kolbi) 0,5 n NaOH lahusega fenoolftaleiini juuresolekul.
Katseandmed :
Lahus nr 1
Lahus nr 4
I
II
I
II
Lähtelahusesse pipeteeritud vee hulk , g
4,981
4,981
2,980
2,980
5 m1 3n HCl lahuse mass , g
5,158
5,158
5,158
5,158
HCl-ga sisseviidud vee hulk, g
4,6448
4,6431
4,6448
4,6448
Summaarne vee hulk lähte lahuses, g
mooli
9,6258
0,5348
9,6241
0,5347
7,6248
0,4236
7,6248
0,4236
Etanooli lähtelahuses, g
Mooli
—
—
—
—
Etüületanaati lähtelahuses, g
mooli
­­—
—
1,749
0,0199
1,749
0,0199
Etaanhapet lähtelahuses, g
mooli..
—
—
Tasakaalusegu tiitrimiseks kulunud
0,49 n NaOH ml arv
—
—
63,4
63,3
5 m1 3n HCl tiitrimiseks kulunud
0,49 n NaOH ml arv
29,5
29,6
Tasakaalusegus etaanhappe tiitrimiseks kulunud NaOH ml arv
—
—
33,9
33,7
Etaanhapet tasakaalusegus mooli
—
—
0,0166
0,0165
Reaktsioonil tekkinud etaanhappe moolide arv
—
—
Etanooli tasakaalusegus, mooli
—
—
0,0166
0,0165
Etüületanaati tasakaalusegus, mooli
—
—
0,0033
0,0034
Vett tasakaalusegus, mooli
—
—
0,407
0,407
Tasakaalukonstant K´x
—
—
4,879
5,000

Leian 3n HCl-s olev vee mass (1) jaoks:
Kui NaOH on 29,6
LAHUS 4.
63,4-29,5=33,9 ml NaOH
63,3-29,6=33,7 ml NaOH
Etaanhape taasakaalusegus mooli
2 Leian etüületanaati lähtelahuses mooli:

Lahus nr 4

Aine
Mooli lähtelahuses
Reageerib ära
Tekib
Tasakaalus moole
Etaanhape
0,0166
0,0166
Etanool
0,0166
0,0166
Etüületanaat
0,0199
0,0166
0,0033
Vesi
0,4236
0,0166
0,407
=0.00683/0.0014= 4.879

Lahus nr 4

Aine
Mooli lähtelahuses
Reageerib ära
Tekib
Tasakaalus moole
Etaanhape
0,0165
0,0165
Etanool
0,0165
0,0165
Etüületanaat
0,0199
0,0165
0,0034
Vesi
0,4236
0,0165
0,407