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.

 

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.

 

Chemikalien und Geräte:

Chemikalien

 

Chembox und Zubehör

  • Ester: Ethansäureethylester
  • Natronlauge (c=0,1 mol/l)
 
  • Chembox CB2
  • Leitwertsonde DLS
  • Temperaturfühler DTF
     

Stativmaterial

 

Glasgeräte

  • Stativfuß mit Stativstange
  • 1 Doppelmuffe
  • 1 Universalklemme
 
  • Becherglas 150 ml, hoch
  • Becherglas 20 ml bzw. 50 ml
  • 2 Meßzylinder 10 ml
     

Laborgeräte

   
  • Magnetrührer
  • Rührfisch
   

 

Versuchsaufbau:

 

Vorbereitung Hardware:

Sensor anschließen an Eingang der Chembox:
Temperatur   Sensor 1 (K1)
Leitwertsonde   Leitfähigkeit (K5)

 

Vorbereitung Software:

Messen    
Festlegen der Meßgrößen Einstellen Kanalbelegung:
Kanal Formel Größe Einheit Name
Grün K1 T °C Temperatur
Rot K5 G S Leitwert
Auswahl der verwendeten Sonden   Chembox:
Anklicken Auswahl aus Pool Kalibrierung  
Sensor 1 Temperatur-Sonde mit Eiswasser und siedendem Wasser (siehe Online-Kalibrieranleitung) OK
Leitwert Leitwert-Sonde kann entfallen OK
Meßbereich einstellen   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
     
Steuerleiste    
  Optionen Meßtakt: 50 ms
     

 

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.

 

Versuchsdurchführung:

Messen      
  Anzeige
Anklicken Auswahl
grünes Quadrat Temperatur
rotes Quadrat Zeit
Auswahl der Anzeigeinstrumente
       
  Schreiber
Anklicken Auswahl
Y-Farbmarke Leitwert
X-Farbmarke Zeit
Auswahl der x- und y-Achse
       
    Symbolleiste (rechts)
  • Linienbreite "dick" aktivieren
  • Schalter "EIN"
 

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)

 

Auswertung

Die Auswertung erfolgt durch Vergleich der Leitfähigkeitsabnahme der verschiedenen Lösungen bzw. nach der Methode der Anfangssteigung.

Ergebnis der Messung


© Dr. G. Hetz, 1997, 1999