Определение молярной концентрации эфира в исследуемой системе

В коническую колбу мерным цилиндром наливают 100 см³ раствора хлороводородной кислоты (с _о(Н⁺), п. 1) и мерной пипеткой 5 см³ этилового эфира уксусной кислоты, закрывают пробкой, перемешивают.

В четыре конические колбы отбирают по 10 см³ анализируемой смеси, добавляют по 10 см³ (V _{2 NaOH}) раствора гидроксида натрия

(с ₂(OH^-) = 1 моль/дм³), перемешивают, закрывают колбы стеклянными притертыми пробками и помещают в сушильный шкаф (Т = 50¸60 °С).

Через 60 минут вынимают одну пробу, охлаждают до температуры комнаты и титруют раствором хлороводородной кислоты в присутствии фенолфталеина (с ₁(Н⁺) = 0.2 моль/дм³).

Через 90 минут вынимают следующую пробу, охлаждают до температуры комнаты и титруют раствором хлороводородной кислоты.

Третью пробу вынимают через 120 минут, четвертую – через 150 минут.

Если результаты титрования двух последующих проб отличаются не более чем на 0.4 см³, вынимают оставшиеся пробы и оттитровывают.

Находят среднее значение объемов раствора хлороводородной кислоты, израсходованные на пробы, в которых реакция полностью завершилась (, см³).

Рассчитывают эквивалентный объем раствора гидроксида натрия (V _¥, см³), который был бы израсходован на титрование аликвотной части исследуемой смеси в момент времени t = ¥, и исходную молярную концентрацию сложного эфира (c (CH₃COOСН₂СН₃), моль/дм³) по формулам:

, (122)

, (123)

где с ₂(OH^-) – молярная концентрация гидроксида натрия в растворе, добавленном к аликвотной части исследуемой системы, используемой для определения V _¥, моль/дм³;

V _{2 NaOH} – объем раствора гидроксида натрия, добавленный к аликвотной части исследуемой системы, используемой для определения V _¥, см³;

с ₁(Н⁺) – молярная концентрация сильной кислоты в титранте, моль/дм³;

– объем раствора сильной кислоты, пошедший на титрование, см³;

с ₁(ОН^-)– молярная концентрация гидроксида натрия в растворе (п.1),моль/дм³;

с _о(Н⁺) – молярная концентрация сильной кислоты в исследуемом растворе, моль/дм³;

V_a – аликвотная часть исследуемой системы, см³.

3 Определение константы скорости реакции гидролиза сложного эфира при Т» 30 °С

Готовят кристаллизатор со льдом, в который помещают стакан с дистиллированной водой.

В коническую колбу мерным цилиндром наливают 100 см³ раствора хлороводородной кислоты (с _о(Н⁺), п. 1) и мерной пипеткой 5 см³ сложного эфира, закрывают пробкой, перемешивают.

Засекают время начала реакции.

Помещают колбу в термостат (Т » 30 °С), фиксируют температуру воды в термостате.

Через 10 минут, не вынимая колбу из термостата, отбирают мерной пипеткой аликвотную часть раствора (V_а = 10 см³) в колбу для титрования, в которую предварительно с помощью мерного цилиндра внесено по 10 см³ охлажденной льдом дистиллированной воды и титруют раствором гидроксида натрия в присутствии фенолфталеина (с ₁(OH^-) = 0.2 моль/дм³).

Охлаждение растворов обязательно, так как при температуре комнаты гидролиз сложного эфира будет проходить и после отбора аликвотной части раствора.

Записывают значение объема гидроксида натрия, пошедшее на титрование аликвотной части водного раствора эфира (V_t, см³).

Хранят водный раствор эфира в термостате в закрытой колбе.

Далее через каждые 10 мин отбирают аликвотную часть исследуемого раствора (V_а = 10 см³) в колбу для титрования, в которую предварительно внесено 10 см³ охлажденной льдом дистиллированной воды и титруют раствором гидроксида натрия.

Продолжают отбор аликвотных частей системы в течение 60 минут. Экспериментальные данные представляют в таблице 9.2.

Таблица 9.2 – Результаты исследования реакции гидролиза сложного эфира при Т» 30 °С

Время протекания реакции	Объем раствора гидроксида натрия	Разность объемов раствора гидроксида натрия	ln(V ¥- Vt)
t, с	Vt, см3	(V ¥- Vt),см3
…
¥

Методом наименьших квадратов рассчитывают значение коэффициента уравнения (120) – k ₁ и S (k ₁).

4 Определение константы скорости реакции гидролиза сложного эфира при Т» 45 °С

В коническую колбу мерным цилиндром наливают 100 см³ раствора хлороводородной кислоты (с _о(Н⁺), п. 1) и мерной пипеткой 5 см³ сложного эфира, закрывают пробкой, перемешивают.

Засекают время начала реакции.

Повторяют все процедуры пункта 3.

Результаты исследования системы при температуре Т» 45 °С представляют в таблице 9.3.

Методом наименьших квадратов рассчитывают значение коэффициента уравнения (119) – k ₂ и S (k ₂).

Таблица 9.3 – Результаты исследования реакции гидролиза сложного эфира при Т» 45 °С

Время протекания реакции	Объем раствора гидроксида натрия	Разность объемов раствора гидроксида натрия	ln(V ¥- Vt)
t, с	Vt, см3	(V ¥- Vt),см3
…
¥