Xuan TH bai 5 thuy phan acetat etyl

Bài 5: Phản ứng bậc nhất – sự thủy phân
Acetat Etyl

1


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

2


Phản ứng một chiều bậc nhất
A

sản phẩm

V=−

Theo định luật tác dụng khối lượng:
CA

Tích phân 2 vế:

∫

C0A

dC A
= kC A
dt

t

dC A
= − ∫ kdt
CA
0

C 0A
ln
= kt
CA

Phương trình động học của phản ứng bậc 1:

C A = C 0A .e −kt

Hoặc

Gọi t

Ta có:

1/2

ln

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

C 0A
C 0A
2

= k.t1/2

t 1/2 =

ln2
k

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.
3


Khảo sát quá trình thủy phân CH3COOC2H5

o
o
Ở nhiệt độ 30 C, 40 C xảy ra phản ứng thuận nghịch.

CH3COOC2H5 + H2O ⇆

CH3COOH +

C2H5OH

o
Ở nhiệt độ 80 C phản ứng xảy ra hoàn toàn.

CH3COOC2H5 →

CH3COOH + C2H5OH

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

→

→

Cho phản ứng bậc II

Cho phản ứng bậc I

4


o
Khảo sát quá trình thủy phân CH3COOC2H5 ở 40 C
Bước 1

5

o
Khảo sát quá trình thủy phân CH3COOC2H5 ở 40 C
Bước 2

6


o
Khảo sát quá trình thủy phân CH3COOC2H5 ở 40 C
Bước 3

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.

7


o
Khảo sát quá trình thủy phân CH3COOC2H5 ở 40 C
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
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

8


o
Khảo sát quá trình thủy phân CH3COOC2H5 ở 40 C
Bước 4: tìm n∞

o
Phần còn lại trong bình A được được tăng nhiệt lên 80 C 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
o
cách thủy ở 80 C cho đến khi có 2 giá trị liên tiếp không đổi thì đó chính là n∞

9


o
Khảo sát quá trình thủy phân CH3COOC2H5 ở 30 C
o
o
Tương tự như thủy phân acetat etyl ở 40 C nhưng bình A để ở nhiệt độ phòng (khoảng 30 C).

 Lưu ý: Vẫn thực hiện n∞ như trên

10


Báo cáo kết quả thực hành
Bảng kết quả thô từ thí nghiệm:
Bình B tại thời điểm khảo sát t

VNaOH 0,05N khi thủy

VNaOH 0,05N khi thủy

VNaOH 0,05N khi thủy

(phút)

o
phân ở 30

o
phân ở 40

phân ở 80

o

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’
Bình B6, tại t = 10’

 

Bình B7, tại t = 20’

 

Bình B8, tại t = 30’

 
11


Báo cáo kết quả thực hành
I. Tính hằng số tốc độ phản ứng K
o
1.Tính toán ở 30 C:
Thời điểm

 VNaOH

khảo sát
(phút)

0,05N

K=

2,303
n∞
t

− no n∞ − nt

log(n∞ − nt ) log(n∞ − no )

K

( ml )
0
10
20
30

n∞

Từ các giá trị K ở thời điểm trên suy ra giá trị K trung bình
o
2. Tính chu kỳ bán hủy của acetat etyl ở 30 C

t1 2

0,693
=
K

Với

K=K
→ t 1

2

12


Báo cáo kết quả thực hành
I. Tính hằng số tốc độ phản ứng K
o
3.Tính toán ở 40 C:
Thời điểm

 VNaOH

khảo sát
(phút)

0,05N

K=

2,303
n∞
t

− no n∞ − nt

log(n∞ − nt ) log(n∞ − no )

K

( ml )
0
10
20
30

n∞

Từ các giá trị K ở thời điểm trên suy ra giá trị K trung bình
o
4. Tính chu kỳ bán hủy của acetat etyl ở 40 C

t1 2

0,693
=
K

Với

K=K
→ t 1

2

13

Báo cáo kết quả thực hành
II. Tính năng lượng hoạt hóa của phản ứng

K2
Ea
K
T −T
K1
log 2 =
× 2 1
→ Ea =
× 2,303R
T2 − T1
K1 2,303R T2 × T1
T2 × T1
log

-1
Ea là năng lượng hoạt hóa của phản ứng (Cal.mol )
-1 -1
R = 1,98 (Cal.mol .độ )
o
T: nhiệt độ khảo sát ( K)
Với:
o
T1 = 30 + 270 = 303 ( K)
o
T2 = 40 + 270 = 313 ( K)

K1 = K1

K2 = K2

14


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

15