Thủy phõn etylaxetat bằng xỳc tỏc axit, động học phản ứng

CH3COOC2H5 + H2O _{  }  ^H _{CH3COOH + C2H5OH}

Cơ sở lý thuyết:

- Lý thuyết về phản ứng thủy phõn este (mục 2.2.5). - Lý thuyết về động học phản ứng (mục 2.2.1). - Lý thuyết về chuẩn độ axit – bazơ (mục 2.2.2).

Mục đớch, yờu cầu:

Kiến thức:

- Nghiờn cứu phản ứng thủy phõn etyl axetat và động học của phản ứng bằng cỏch theo dừi sự chuyển húa của cỏc chất theo thời gian.

- Nắm vững lớ thuyết về phản ứng thủy phõn este: cơ chế phản ứng, vai trũ của cỏc cấu tử trong phản ứng,…

- Nắm vững lý thuyết về động học phản ứng: tốc độ phản ứng, cỏch tớnh bậc phản ứng và hằng số tốc độ phản ứng dựa vào số liệu thực nghiệm.

- Nắm vững về lý thuyết chuẩn độ axit bazơ: phản ứng chuẩn độ, chất chỉ thị, bƣớc nhảy pH,…

- Tớnh toỏn và xử lớ số liệu thực nghiệm.

Kĩ năng: Rốn luyện cỏc kĩ năng

- Lắp và thỏo bộ dụng cụ thủy phõn este.

- Đun cỏch thủy bằng bếp điện và dựng khuấy từ.

- Lấy chất lỏng bằng ống hỳt nhỏ giọt, pipet và quả búp cao su để cho vào bỡnh phản ứng.

- Dựng buret chuẩn độ hỗn hợp phản ứng bằng phƣơng phỏp axit – bazơ với chất chỉ thị phenolphtalein.

- Quan sỏt và vận dụng lớ thuyết đó học để giải thớch quỏ trỡnh thực nghiệm. Xử lý, phõn tớch kết quả thực nghiệm, viết bỏo cỏo kết quả thớ nghiệm.

60

- Rốn luyện đức tớnh kiờn trỡ, tỉ mĩ, cẩn thận và trung thực với kết quả thực nghiệm.

- Rốn luyện tỏc phong làm việc khoa học, khả năng kế hoạch húa thực nghiệm.

- Làm tăng sự hứng thỳ đối với bộ mụn và đối với cụng tỏc nghiờn cứu khoa học.

Húa chất

Húa chất Lƣợng ^{Cảnh bỏo nguy} hiểm, R

Cảnh bỏo an toàn PTN, S

Etyl axetat CH₃COOC₂H₅ 5ml 11, 36, 66, 67 16, 26, 33 Dung dịch HCl 0,1M 100,0ml 23, 25, 34, 37 26, 36, 37, 45 Dung dịch NaOH 0,1M 50,0ml 35, 36, 38 26 Dung dịch phenolphtalein 1,0ml 10 7, 16 Nƣớc cất

Dụng cụ

Đũa thủy tinh 1

Bỡnh tia nƣớc cất 1 Bỡnh tam giỏc 200ml 6 Cốc thủy tinh 250ml 1 Pipet 100ml 1 Pipet 5ml 1 Quả búp cao su 2

61

Cụng-tơ-hỳt Paster chia độ 1

Phểu thủy tinh 1

Bếp điện từ 1

Đồng đồ bấm giõy 1

Qui trỡnh

Lưu ý: Đeo găng tay khi làm việc.

(1)Lắp bộ dụng cụ nhƣ hỡnh, húa chất đƣợc cho vào từ cổ thứ 3.

(2)Dựng pipet lấy 100ml dung dịch HCl 0,1M vào bỡnh cầu, đậy nỳt, đun núng dung dịch đến khoảng 60^oC

(3)Cho tiếp 5ml etyl axetat, bật khuấy từ. Đõy là thời gian bắt đầu phản ứng.

(4) Cho vào 6 bỡnh tam giỏc 100ml nƣớc cất lạnh và nhỏ một vài giọt phenolphtalein vào mỗi bỡnh. Giữ cỏc bỡnh ở nhiệt độ phũng.

(5) Đổ đầy dung dịch chuẩn NaOH 0,1M vào buret 50ml.

(6)Sau khi hỗn hợp phản ứng đƣợc 10 phỳt, dừng khuấy, dựng pipet chia độ lấy khoảng 5ml dung dịch hỗn hợp phản ứng vào bỡnh tam giỏc đó chuẩn bị sẵn. Phản ứng sẽ ngừng lại ngay lập tức.

(7) Cứ sau 10 phỳt lại lặp lại bƣớc 6 cho đến khi phản ứng đƣợc 60 phỳt (kể từ khi bắt đầu).

(8)Đun hỗn hợp phản ứng ở 80-90o

C thờm khoảng 20 phỳt nữa, lấy 5ml hỗn hợp phản ứng cho vào bỡnh tam giỏc.

(9)Chuẩn độ cỏc mẫu trờn bằng dung dịch NaOH 0,1M.

62

- Nờn tớnh (ƣớc lƣợng) lƣợng NaOH cần để thủy phõn hoàn toàn etylaxetat trƣớc khi chuẩn độ.

- Lƣu ý đọc thể tớch dung dịch NaOH cho chớnh xỏc (đọc sau khi dừng chuẩn độ 30 giõy, lấy 1 số sau dấu phẩy).

Xử lý kết quả thực nghiệm

a. Tớnh nồng độ axit axetic trong dung dịch ở mỗi bỡnh theo thời gian, coi là Ct, từ kết quả chuẩn độ. Khối lƣợng riờng của etyl axetat là 0,897gam/cm³.

b. Vẽ đồ thị log c c t

C

C C ^{theo t, trong đú C}c là nồng độ để quỏ trỡnh thủy phõn xảy ra hoàn toàn.

c. Từ đồ thị xỏc định hằng số tốc độ phản ứng trong điều kiện trờn.

Cõu hỏi kiểm tra và mở rộng

a. Nờu cơ chế thủy phõn etyl axetat trong mụi trƣờng axit ?

b. Viết phƣơng trỡnh phản ứng xảy ra trong quỏ trỡnh chuẩn độ? Tại sao lại dựng chất chỉ thị chuẩn độ là phenolphtalein? Cú thể thay phenolphtalein bằng chất chỉ thị sau đƣợc khụng? Tại sao?

Cho: Chất chỉ thị Khoảng pH chuyển màu Màu của dạng axit – bazơ

Phenol đỏ 6,8 – 8,4 Vàng – đỏ

Metyl da cam 3,1- 4,4 Đỏ - da cam

c. Thiết lập phƣơng trỡnh động học dạng tớch phõn của phản ứng trờn theo thể tớch dung dịch NaOH (V_o, V_t, V∞) ?