Etilatsetatning sovunlanish reaksiyasi tezlik konstantasi va aktivlanish energiyasini aniqlash

Aktivlanish energiyasi – berilgan temperaturada kimyoviy ta’sirlashuvga olib keladigan molekulalarning to’qnashuvi uchun kerak bo’ladigan o’rtacha energiyaga nisbatan ichki energiyaining ortiqchasidir. Aktivlanish energiyasi j/mol da ifodalanadi:

(6)

bu yerda, - T₂ temperaturadagi reaksiyaning tezlik konstantasi; - T₁ temperaturadagi reaksiyaning tezlik konstantasi; R – universal gaz doimiysi.

Shunga binoan, tajribadan topilgan ikki xil temperaturadagi reaksiya tezligining konstantasidan berilgan reaksiyaning aktivlanish energiyasini hisoblab topish mumkin.

Etilatsetatning sovunlanish reaksiyasi quyidagicha boradi:

CH₃COOC₂H₅ + H₂O ↔ CH₃COOH + C₂H₅OH

Bu reaksiya HCl katalizatori ishtirokida olib borilganda, reaksiya yetarlicha tezlik bilan boradi.

Suvning miqdori etilatsetat miqdoriga nisbatan ko’proq bo’lgani uchun bu reaksiyani birinchi tartibli reaksiya tenglamasi bo’yicha boradigan reaksiya sifatida qaraladi. Uning tezligi (1) tenglama, tezlik konstantasi esa (2) tenglama bilan ifodalanadi.

Etilatsetatning sovunlanish reaksiyasi davomida uning miqdori kamayib, sirka kislotaning miqdori ortadi va u orqali reksiya tezligini hisoblash mumkin. Sirka kislota konsentratsiyasini o’yuvchi natriy eritmasi bilan titrlab aniqlash oson. Etilatsetat konsentratsiyasini har xil vaqtlarda aniqlab, reaksiya tezligining konstantasini (2) tenglamadan topish mumkin.

Etilatsetatning konsentratsiyasi a birinchi namuna olingan vaqtdan oxirgi namunagacha olingan sirka kislota konsentratsiyasi ortishiga teng bo’lib, titrlashga sarflangan o’yuvchi natriy hajmiga proporsional bo’ladi. Agar titrlashda 1-namunaga b₁ ml NaOH, oxirgi namunaga b_ ml NaOH sarflangan bo’lsa, unda

a=m( b_ - b₁),

bu yerda m – proporsionallik koeffitsiyenti. t vaqtda etilatsetatning konsentratsiyasi (a-x) bo’lsa, u holda

a – x = m( b_ - b_t ) bo’ladi,

bu yerda b_t –birinchi namunadan t vaqt o’tganda olingan namunani titrlashga sarflangan NaOH ning millilitrlarda o’lchangan miqdori.

a va (a-x) ifodani (2) tenglamaga qo’ysak, quyidagini ifoda kelib chiqadi:

(7)

Tenglamadan ko’rinib turibdiki, reaksiyaning tezlik konstantasini aniqlash uchun etilatsetat konsentratsiyasini hisoblash shart emas, balki namunani titrlashga qancha NaOH eritmasi sarflanganligini bilish kifoya qiladi.

Ishning maqsadi: 1. Etilatsetatning sovunlanish reaksiyasi tezlik konstantasini va uning temperaturaga bog’liqligini aniqlash. 2. Etilatsetatning sovunlanish reaksiyasining aktivlanish energiyasini hisoblash. 3. Bu reaksiyaning temperatura koeffitsiyentini hisoblash.

Kerakli asbob va reaktivlar: 20, 30 va 40C li termostatlar, 100 ml li 3 ta tubi yassi kolbalar, 200 ml li 6 ta konussimon kolbalar, muzli kristallizator, 2 ml li pipetkalar, 5 ml li pipetka, 50 ml li byuretkalar, 5 ml li o’lchov silindrlari, fenolftalein, etilatsetat, 1/20 N NaOH eritmasi, 0,2 N HCl eritmasi.

Qurilmaning tuzilishi. Tajribani olib borish uchun termostatni sozlab olish kerak. Termostatlar har xil tuzilishda bo’lishi mumkin. Masalan, lampali, gazli, elektrli va hokazo. Oddiy gazli termostatda (19-rasm) gaz gorelkasi (2) yordamida kerakli temperaturagacha isitish uchun suvli idish (1) mavjud, temperaturaning avtomatik boshqarilishi uchun termoregulyator (3) qo’llaniladi. Suvga termometr (4) va aralashtirgich (5) tushiriladi. 20-rasmda balloncha (1) bilan tugagan uzun nayni anglatadigan gazli termoregulyator sxemasi ko’rsatilgan. Balloncha (1) toluol bilan, nay (2) esa yuqorigi kengaygan joyigacha (3) simob bilan to’ldiriladi. Termostat temperaturasi ko’tarilganda toluol kengayadi va naydagi simobni ko’taradi. Simob nayning yuqorigi kengaygan (3) pastki qismini to’ldiradi va shu bilan asta-sekin yuqoridan kelgan nay (5) dan gaz chiqishini to’xtatadi. Natijada quqorigi kengaygan qismdan chiqqan nay (4) gorelka (8) tomonga gaz o’tmaydi. Simob nay (5) ni yopganda, gorelkaga gaz nay (6) dan o’tadi u esa faqat gaz gorelkasi yonib turishini (o’chib qolmasligini) ta’minlash uchun kerak bo’ladigan jo’mrak (7) bilan jihozlangan.

19-rasm. Termostat: 1-idish, 2-gaz gorelkasi, 3-termoregulyator, 4-termometr, 5-aralashtirgich.

20-rasm. Gazli termoregulyator: 1-balloncha, 2,5,6-naylar, 3-ken-gaygan qism, 4-yon tarmoq, 7-jo’mrak, 8-gaz gorelkasi