Esterhydrolyse: Versuch zur
Reaktionskinetik
Dr. Gabriel Hetz, Gymnasium Eckental
(7.7.97, 5.7.99)
Ziel:
Messung der Geschwindigkeit der
Esterhydrolyse in Abhängigkeit von der
Temperatur und der Konzentration der
Edukte. Aufnahme einer
Zeit-Leitfähigkeitskurve mit der
Chembox.
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Grundlagen:
Bei der alkalischen Esterhydrolyse
nimmt die Leitfähigkeit des
Reaktionsgemisches mit der Zeit ab, da
bei dieser Reaktion Hydroxidionen (hohe
Leitfähigkeit) verbraucht werden. Die
Leitfähigkeit der entstehenden
Carboxylationen ist so gering, dass sie
unberücksichtigt bleiben kann. Zur
Bestimmung der Abhängigkeit der
Reaktionsgeschwindigkeit von der
Temperatur werden gleiche Mengen an
Ethansäureethylester mit Natronlauge bei
verschiedenen Temperaturen gemischt und
die Zeit-Leitfähigkeitskurven mit der
Chembox aufgenommen. Zur Bestimmung der
Abhängigkeit der
Reaktionsgeschwindigkeit von der
Esterkonzentration wird diese bei
konstanter Temperatur variiert.
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Chemikalien und
Geräte:
Chemikalien
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Chembox
und Zubehör
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- Ester:
Ethansäureethylester
- Natronlauge (c=0,1 mol/l)
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- Chembox CB2
- Leitwertsonde DLS
- Temperaturfühler DTF
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Stativmaterial
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Glasgeräte
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- Stativfuß mit
Stativstange
- 1 Doppelmuffe
- 1 Universalklemme
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- Becherglas 150 ml, hoch
- Becherglas 20 ml bzw. 50
ml
- 2 Meßzylinder 10 ml
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Laborgeräte
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Versuchsaufbau:
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Vorbereitung Hardware:
| Sensor |
anschließen an |
Eingang der Chembox: |
| Temperatur |
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Sensor 1 (K1) |
| Leitwertsonde |
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Leitfähigkeit (K5) |
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Vorbereitung
Software:
| Messen |
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| Festlegen der
Meßgrößen |
Einstellen
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Kanalbelegung:
| Kanal |
Formel |
Größe |
Einheit |
Name |
| Grün |
K1 |
T |
°C |
Temperatur |
| Rot |
K5 |
G |
S |
Leitwert |
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| Auswahl der verwendeten
Sonden |
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Chembox:
| Anklicken
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Auswahl
aus Pool |
Kalibrierung |
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| Sensor 1 |
Temperatur-Sonde |
mit Eiswasser und
siedendem Wasser (siehe
Online-Kalibrieranleitung)
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OK |
| Leitwert |
Leitwert-Sonde |
kann entfallen |
OK |
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| Meßbereich einstellen |
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Kanalbelegung:
Eines der farbigen Kanal-Quadrate
anklicken.
Es öffnet sich die Dialogbox
"Meßbereich"
| Meßgröße |
Meßbereich |
| Temperatur |
0,0°C bis 80,0°C |
| Leitwert |
-0,3E-3 S bis 5E-3 S |
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| Steuerleiste |
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Optionen |
Meßtakt: 50
ms |
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Vorbereitung
Chemie:
- 3 ml Essigsäureethylester werden
in 7 ml Aceton gelöst und
anschließend mit 70 ml Aqua
dest. versetzt.
- Becherglas, gefüllt mit 20 ml
NaOH (c = 0,1 mol/l)
Lösungen in kaltem oder warmem
Wasser, je nach gewünschter Temperatur
thermostatieren.
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Versuchsdurchführung:
| Messen |
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Anzeige |
| Anklicken |
Auswahl |
| grünes Quadrat |
Temperatur |
| rotes Quadrat |
Zeit |
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Auswahl der
Anzeigeinstrumente |
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| |
Schreiber |
| Anklicken |
Auswahl |
| Y-Farbmarke |
Leitwert |
| X-Farbmarke |
Zeit |
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Auswahl der x- und
y-Achse |
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Symbolleiste (rechts)
- Linienbreite
"dick"
aktivieren
- Schalter "EIN"
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und sofort die 20 ml
NaOH schnell in das mit Essigester
gefüllte Becherglas (Magnetrührer muß
laufen) kippen.
Nach Beendigung der Messung:
- Schalter "AUS"
- Anzeige (Temperatur ablesen)
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Auswertung
Die Auswertung erfolgt durch Vergleich
der Leitfähigkeitsabnahme der
verschiedenen Lösungen bzw. nach der
Methode der Anfangssteigung.
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© Dr. G. Hetz, 1997, 1999
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