Выполнение работы
Провести три серии опытов при разном мольном соотношении ацетон: кислота (в избытке фенола).
Пример соотношения реагентов (мол.): ацетон:фенол:хлористый водород = 1:8:0,2; 1:8:0,4; 1:8:0,8.
Для каждой серии
опытов в каждой пробе находят содержание
ацетона в граммах, в процентах от
исходного, концентрацию ацетона в
г-моль/л (с)
и вычисляют значение
.
По этим данным находят значения константы
скорости реакции и энергии активации.
Результаты определения содержания
ацетона сводят в таблицу 9.
Таблица 9
Содержание ацетона в реакционных смесях
Соотношение ацетон:фенол HCl (мол.) |
Время, мин. |
Масса пробы g, г |
Масса всей реакционной смеси p, г |
Содержание ацетона |
||
г |
от исходного, % |
г-моль/л |
||||
1:8:0,2 |
0 20 40 60 80 100 |
|
|
|
|
|
1:8:0,4 |
0 20 40 60 80 100 |
|
|
|
|
|
1:8:0,6 |
|
… |
… |
|
|
|
Скорость конденсации фенола с ацетоном можно выразить уравнением
При значительном избытке фенола и постоянной в каждой серии опытов концентрации кислоты произведение
можно принять за постоянную величину, обозначив её k':
,
тогда скорость реакции
,
где: k' – является эффективной или кажущейся константой скорости реакции.
Исходя из уравнения реакции и условий проведения процесса предполагаем, что порядок реакции по ацетону m равен единице.
По данным таблицы 1 строят графики зависимости концентрации ацетона от времени и полулогарифмические анаморфозы полученных кривых. Тангенс угла наклона прямой равен наблюдаемой константе скорости k'. Для каждого опыта находят значение кажущейся константы скорости и сводят результаты в таблицу 10.
Таблица 10
Значения кажущейся константы скорости реакции конденсации
№ опыта |
Концентрация HCl, г-моль/л |
K' · 103, мин-1 |
1 2 3 |
|
|
Для определения порядка реакции по кислоте воспользуемся принятым нами условием равенства
,
в котором произведение
можно принять за постоянную величину
(ввиду большого избытка фенола), обозначив
её k'',
.
Построив график зависимости k' от сHCl, в логарифмических координатах находят порядок реакции по кислоте и величину k''.
Библиографический список
Тимофеев, В.С., Принципы технологии основного органического и нефтехимического синтеза / В.С. Тимофеев, Л.А. Серафимов. – М.:Высш.шк., 2003. - 536с.
Лебедев, Н.Н., Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза / Н.Н. Лебедев. – М.: Химия, 1988. – 840с.
Юкельсон, П.Н., Технология основного органического синтеза / П.Н. Юкельсон. –М.: Химия, 1968. – 848с.
Одабашян, Г.В., Лабораторный практикум по химии и технологии основного органического и нефтехимического синтеза / Г.В. Одабашян, В.Ф. Швец. – М.: Химия, 1992. – 240с.
Гутник, С.П., Расчёты по технологии органического синтеза / С.П. Гутник, В.Е. Сосонко, В.Д. Гутман. – М.: Химия, 1988. – 256с.
Гурвич, Я.А., Химия и технология промежуточных продуктов и органических красителей / Я.А. Гурвич, С.Т. Кумок. – М.: Высш.шк., 1968.- 486с.
Рейхсфельд, В.О., Лабораторный практикум по технологии основного органического синтеза / В.О. Рейхсфельд, В.Л. Рубан, И.Е. Саратов, В.В. Королько. – М.: Химия, 1966. – 320с.
Евстигнеев, Р.П., Тонкий органический синтез / Р.П. Евстигнеев. – М.: Химия, 1991. – 219с.
Теддер, Дж., промышленная органическая химия / Дж. Теддер. – М.: Мир, 1977. – 512с.
Адельсон, С.В., Примеры и задачи по технологии нефтехимического синтеза / С.В. Адельсон, П.С. Белов. – М.: Химия, 1987. – 192с.