Xuan TH bai 5 thuy phan acetat etyl

thí nghiệm hóa lý bài phản ứng bậc nhất thủy phân etylacetat. Xác định tốc độ phản ứng, chu kỳ bán hủy và năng lượng hoạt hóa của phản ứng bậc nhất. áp dụng phương pháp thế để xác định hằng số tốc độ phản ứng. Tiến hành ở các nồng độ ban đầu của các chất đã biết sau từng khoảng thời gian thích hợp (10,20,30,60 phút)

Bài 5: Phản ứng bậc nhất – sự thủy phân

Acetat Etyl

Mục tiêu

Xác định:

- Hằng số phản ứng của phản ứng bậc 1

- Chu kỳ bán hủy của phản ứng bậc 1

- Năng lượng hoạt hóa của phản ứng bậc 1

Phản ứng một chiều bậc nhất

A sản phẩm Theo định luật tác dụng khối lượng:

Tích phân 2 vế:

Phương trình động học của phản ứng bậc 1:

Hoặc

Gọi t1/2: là thời gian chất A phân hủy hết một nữa (chu kỳ bán hủy)

Chu kỳ bán hủy của phản ứng bậc nhất không phụ thuộc nồng độ và tỷ lệ nghịch với hằng số tốc độ phản ứng.

Ta có:

A

dt

dC

V = − =

∫

∫ = −t

0

C

C

dC A

0 A

kt C

C ln

A

0

A =

kt

0 A

A C e

1/2 0

A

0

A k.t 2

C

C

k ln2

t1/2 =

Khảo sát quá trình thủy phân CH3COOC2H5

Ở nhiệt độ 80oC phản ứng xảy ra hoàn toàn CH3COOC2H5 → CH3COOH + C2H5OH

CH3COOC2H5 thủy phân được trong cả 2 môi trường acid và base:

Môi trường base → Cho phản ứng bậc II Môi trường acid → Cho phản ứng bậc I

Ở nhiệt độ 30oC, 40oC xảy ra phản ứng thuận nghịch CH3COOC2H5 + H2O ⇆ CH3COOH + C2H5OH

Bước 1

Khảo sát quá trình thủy phân CH3COOC2H5 ở 40oC

Bước 2

Khảo sát quá trình thủy phân CH3COOC2H5 ở 40oC

Dùng pipep chính xác hút chính xác 2ml acetat etyl cho vào bình A Lắc và bấm thì kế (vẫn giữ trên bếp cách thủy) ta

có:

Thời điểm t = 0 phút ( phản ứng bắt đầu): → lắc đều và hút ngay chính xác 2ml hỗn hợp trong bình A

cho vào bình B1 định phân ngay bằng dd NaOH 0,05N (cho NaOH 0,05N từng giọt cho đến khi bình

B1 chuyển màu hồng nhạt) → đọc và ghi thể tích.

Khảo sát quá trình thủy phân CH3COOC2H5 ở 40oC

Bước 3

Thời điểm t = 20 phút: hút ngay chính xác 2ml hỗn hợp trong bình A cho vào bình B3 định phân ngay bằng dd NaOH 0,05N

Thời điểm t = 30 phút: hút ngay chính xác 2ml hỗn hợp trong bình A cho vào bình B4 định phân ngay bằng dd NaOH 0,05N

Thời điểm t = 10 phút: hút ngay chính xác 2ml hỗn hợp trong bình A cho vào bình B2 định phân ngay bằng

dd NaOH 0,05N

Khảo sát quá trình thủy phân CH3COOC2H5 ở 40oC

Khảo sát quá trình thủy phân CH3COOC2H5 ở 40oC

Phần còn lại trong bình A được được tăng nhiệt lên 80oC trong 60 phút, để phản ứng xảy ra hoàn toàn, hút chính xác 2mL hỗn hợp trong bình A cho vào bình B5 và mang chuẩn độ ngay bằng dd NaOH 0,05N tìm n∞

 Lưu ý: Để tìm giá trị n∞ phải thực hiện nhiều lần, mỗi lần cách nhau 10phút, lần lượt các bình B6, B7, B8 trong lúc bình A vẫn giữ

cách thủy ở 80oC cho đến khi có 2 giá trị liên tiếp không đổi thì đó chính là n∞

Bước 4: tìm n∞

Khảo sát quá trình thủy phân CH3COOC2H5 ở 30oC

Tương tự như thủy phân acetat etyl ở 40oC nhưng bình A để ở nhiệt độ phòng (khoảng 30oC).

 Lưu ý: Vẫn thực hiện n∞ như trên

Báo cáo kết quả thực hành

Bình B tại thời điểm khảo sát t

(phút)

VNaOH 0,05N khi thủy

phân ở 30o

VNaOH 0,05N khi thủy

phân ở 40o

VNaOH 0,05N khi thủy

phân ở 80o Bình B1, tại t = 0’

Bình B2, tại t = 10’

Bình B3, tại t = 20’

Bình B4, tại t = 30’

Bình B5, tại t = 0’

Bảng kết quả thô từ thí nghiệm:

1.Tính toán ở 30oC:

Từ các giá trị K ở thời điểm trên suy ra giá trị K trung bình

Báo cáo kết quả thực hành

I Tính hằng số tốc độ phản ứng K

Thời điểm

khảo sát

(phút)

 VNaOH 0,05N ( ml )

0

10

20

30

t

K = 2 , 303 n ∞ − n o n ∞ − n t log( n∞ − nt) log( n∞ − no) K

∞

n

3.Tính toán ở 40oC:

Từ các giá trị K ở thời điểm trên suy ra giá trị K trung bình

4 Tính chu kỳ bán hủy của acetat etyl ở 40oC

Báo cáo kết quả thực hành

I Tính hằng số tốc độ phản ứng K

Thời điểm

khảo sát

(phút)

 VNaOH 0,05N ( ml )

0

10

20

30

Với

t

K = 2 , 303 n ∞ − n o n ∞ − n t log( n∞ − nt) log( n∞ − no) K

∞

n

K

t1 2 = 0 , 693

2 1

t K

Báo cáo kết quả thực hành

II Tính năng lượng hoạt hóa của phản ứng

Ea là năng lượng hoạt hóa của phản ứng (Cal.mol -1)

R = 1,98 (Cal.mol-1.độ-1) T: nhiệt độ khảo sát (oK) Với:

T1 = 30 + 270 = 303 ( oK)

T2 = 40 + 270 = 313 ( oK)

R T

T

T T

K

K E

T T

T

T R

E K

K

a

log 303

, 2 log

1 2

1 2 1 2

1 2

1 2 1

×

−

=

→



×

−

×

=

Trả lời câu hỏi lượng giá

1. Bình B trong thí nghiệm trên chứa: 30mL nước cất, phenolphthalein và được ngâm lạnh Hãy giải thích vai trò của các yếu

tố trên.

2. Giải thích các ý nghĩa của các giá trị: no, n∞, n∞ -no, và n∞ -nt