BÀI 5 xác ĐỊNH HẰNG số tốc độ của PHẢN ỨNG bậc 2

Mục đích thí nghiệm −Xác định hằng số tốc độ của phản ứng thủy phân este trong môi trường kiềm CH3COOC2H5 + NaOH  CH3COONa + C2H5OH 2... −Sau những khoảng thời gian 5, 10, 15, 20 phút,

BÀI 5: XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ TỐC ĐỘ CỦA PHẢN ỨNG BẬC 2

Sinh viên: Lê Thị Kim Thoa - 14129421

Ngày thực hành: 21/10/2016

1 Mục đích thí nghiệm

−Xác định hằng số tốc độ của phản ứng thủy phân este trong môi trường kiềm

CH3COOC2H5 + NaOH  CH3COONa + C2H5OH

2 Nguyên tắc

Gọi a, b nồng độ ban đầu (tại thời điểm t = 0) của CH3COOC2H5 và NaOH

CH3COOC2H5 + NaOH  CH3COONa + C2H5OH

Đây là phản ứng bậc 2, do đó tốc độ phản ứng là:

−d (a−x )

dt =k ( a−x ) (b−x )

Với k là hằng số tốc độ (thời gian -1 Nồng độ -1)

Biến đổi phương trình trên và tích phân 2 vế ta được:

1

a−bln

a−x

b−x=kt+C

Tại thời điểm t = 0, x = 0 nên

C= 1

a−bln

a

b

Do vậy: a−b1 lnb(a−x )

a(b−x )=kt (1) Gọi Vo, Vt, V ∞ là thể tích NaOH còn trong hỗn hợp phản ứng tại các thời điểm t=0,

t, ∞

Ta có: b= A V0

a= A(V0−V ∞)

(b−x )= A V t

(a−x )= A[ (V0−V ∞)−(V0−V t) ]=A(V t−V ∞)

Với A là hằng số tỉ lệ

Thay vào pt (1) ta được :

A(V0−V ∞)−A V0ln

A V0 A(V t−V ∞)

A(V0−V ∞) A V t

¿>kt= −1

A V ∞ln

V0.(V t−V ∞)

(V0−V ∞) V t

Vậy k= 1

A V ∞ tln[ (V0−V ∞)

V0 ×

V t

(V t−V ∞) ]

Nếu sử dụng dung dịch NaOH 0,05N với lượng hỗn hợp phản ứng là 10ml, thì số đương lượng NaOH có trong 10 ml hỗn hợp phản ứng (hay trong Vo ml NaOH) là :

V0.0,05.10-3

Nồng độ đương lượng NaOH trong mẫu thử (10ml) là :

Vậy A = 0,05

Còn Vo, Vt, V ∞ là thể tích NaOH 0,05N còn lại trong mẫu thử (10ml) tại các thời điểm t=0, t, ∞

3 Cách tiến hành

−Chuẩn bị dung dịch HCl 0,05N: cho lần lượt vào 5 erlen, mỗi erlen 10ml HCl 0,05N và 2 giọt phenolphthalein

−Lấy 70ml dung dịch NaOH 0,05N và 17,5ml CH3COOC2H5 0,1N, cho vào 2 erlen khác

−Đổ nhanh dung dịch NaOH vào ester( ghi thời điểm t=0) và lắc mạnh hỗn hợp phản ứng

−Sau những khoảng thời gian 5, 10, 15, 20 phút, mỗi lần lấy 10ml hỗn hpj phản ứng vào các erlen có sẵn dung dịch HCl ở trên và tiến hành chuẩn độ ngay bằng NaOH 0,05N với chất chỉ thị phenolphthalein

−Đem phần hỗn hợp phản ứng còn lại cho vào nồi cách thủy ở 50- 60°C sau khi đã đậy nút, giữ ở nhiệt độ này 30 phút để axetat etyl thủy phân hết

−Để nguội đến nhiệt độ phòng rồi lấy 10ml chuẩn độ như các mẫu ở trên Các dữ kiện thu được khi chuẩn độ NaOH lần này ứng với thời điểm t = ∞ ( vì xem như phản ứng đã xảy ra hoàn toàn)

4 Số liệu thực nghiệm

a Kết quả thí nghiệm

b Chuẩn lại dung dịch NaOH 0,05N

− 10ml H2C2O4 0,05N

− 10ml H2O, 3 giọt PP

´

C NaOH N (ml) C NaOH N

=(CV ) H2C2O4

´

V NaOH =¿0,05 (N)

Theo kết quả thí nghiệm ta có:

T (pm) VNaOH đã chuẩn (ml) VNaOH còn lại trong

mẫu thử (ml)

Hằng số tốc độ K

c Tính hằng số tốc độ trung bình

´

K= k1+k2+k3+k4

4 =2,01 ( L.mol-1.phút-1)

Chu n b ng NaOH ẩn bằng NaOH ằng NaOH (không màu sang h ng nh t) ồng nhạt) ạt)

1 Tại sao không dùng HCl chuẩn độ trực tiếp NaOH trong hỗn hợp phản ứng mà phải làm như trong phần hướng dẫn thí nghiệm?

Nếu ta chuẩn độ 10ml dd trong hỗn hợp bằng HCl (có vài giọt phenoltalein)  lúc ban đầu NaOH sẽ dư so với HCl nên dd sẽ có màu hồng, sau 1 khỏang thời gian thì NaOH bắt đầu ít dần đi vì bị HCl trung hoà, đến 1 lúc nào đó dung dịch sẽ từ từ mất màu

 có màu sang không màu

Còn làm theo hướng dẫn thí nghiệm thì ngược lại dd sẽ chuyển dần từ không màu sang có màu (khi bắt đầu dư NaOH)

Vì hiện tượng từ không màu sang có màu dễ nhận thấy hơn từ có màu sang không màu

 Tiến hành theo hướng dẫn thì độ chính xác sẽ cao hơn

qua NaOH?

- Không có thuốc thử cho CH3COOC2H5

- Chuẩn độ NaOH sẽ cho điểm tương đương rõ ràng, bước nhảy lớn