Hidrolisis

TP N° 1 HIDROLISIS DEL ACETATO DE METILO


REQUISITOS

Para estar en condiciones de realizar el trabajo práctico se deben cumplir los siguientes requisitos:

1) Responder al siguiente cuestionario:

A) Explique cómo calcula el orden de reacción y qué aproximaciones realiza en dicho cálculo.

B) Por qué la reacción se realiza en medio ácido?

C) Qué medidas se deben realizar paradeterminar la energía de activación?

2) Encontrarse presentes en el laboratorio a la hora indicada.


OBJETO DE LA EXPERIENCIA

A partir de los datos experimentales del avance de una reacción química, se determinará la constante de reacción para dos temperaturas diferentes y a partir de estos datos se obtendrá la energía de activación.


Introducción Teórica

En cinética químicael término grado de avance de una reacción se refiere a la variación con el tiempo, dc/dt, de la concentración de uno de los reactivos o productos.
La constante de la reacción k es un factor de proporcionalidad que relaciona el grado de avance de la reacción con la concentración de los reactivos.
Una reacción de primer orden es aquella cuyo grado de avance es experimentalmente proporcional ala concentración de la sustancia reaccionante:

[pic]

La integración de esta ecuación da las siguientes expresiones equivalentes:

[pic]

Donde c es la concentración del reactivo al tiempo t y c0, c1, c2, son las concentraciones a los tiempos t = 0, t1 y t2, respectivamente. Para la reacción de primer orden, k es numéricamente igual a la fracción de sustancia que reacciona por unidad detiempo, expresada generalmente en minutos-1 o segundos-1. Debería hacerse notar que para una reacción de primer orden el grado de avance de la reacción puede ser determinado sin ninguna información sobre la concentración inicial del reactivo o aún de las concentraciones absolutas a tiempos diferentes, teniendo en cuenta el hecho de que una cantidad proporcional a la concentración puede serdeterminada.
La cinética de una reacción de segundo orden está descripta por la ecuación:

[pic]

Donde cA es la concentración del reactivo A, o

[pic]

Donde cA y cB representan las concentraciones de los reactivos A y B. El valor numérico de la constante de reacción k para una reacción de segundo orden depende de las unidades en las cuales se expresan las concentraciones. En una reacciónde segundo orden, si uno de los reactivos está presente en exceso con respecto al otro, su concentración permanecerá aproximadamente constante mientras que se observan marcados cambios en el otro componente, y la reacción aparentará ser de primer orden.
Desde un punto de vista cinético, la mayoría de las reacciones químicas son complejas, con un mecanismo de reacción consistente en varias etapassucesivas, cada una de las cuales será generalmente de primero o segundo orden. Otra complicación típica aparece con las reacciones que alcanzan un estado de equilibrio sin haberse completado; en estos casos, la reacción inversa se hará más importante a medida que se alcanza el equilibrio.
Otra variable importante es la concentración de algún catalizador.
La hidrólisis del acetato de metilopresenta algunos aspectos cinéticos interesantes. La reacción, que es extremadamente lenta en agua pura, es catalizada por el ión hidrógeno:

CH3COOCH3 + H2O + H+ = CH3COOH + CH3OH + H+ (7)

La reacción es reversible, por lo que el grado de avance neto de hidrólisis en cualquier momento será la diferencia entre el grado de avance de las reacciones directa e inversa, cadauna de las cuales sigue una ley simple dada por la Ec. 6. Así:

[pic]

Donde k’1 es la constante de velocidad para la reacción directa y k2 para la reacción inversa.
Para soluciones diluidas, el agua está presente en tan gran exceso que su concentración conlleva un cambio proporcional despreciable mientras que la de acetato de metilo cambia considerablemente. Para este caso la Ec. 8...