Hidrolisis Del Acetato De Metilo

HIDRÓLISIS DEL

Práctica
12

ACETATO DE METILO

1.- INTRODUCCIÓN
La hidrólisis del acetato de metilo presenta varios aspectos interesantes. La
reacción que es extremadamente lenta en agua pura, es catalizada por el ion hidrógeno:
k1

→
CH3COOCH3 + H2O + H+ ← CH3COOH +CH3OH + H+
k2

La reacción es reversible, por lo que la velocidad neta de hidrólisis en cualquier
momentoviene a ser la diferencia entre las velocidades de las reacciones directa e
inversa, cada una de las cuales sigue la ley sencilla de velocidad. Por tanto,
− d [CH 3 COOCH 3 ]
= k1 [CH3COOCH3 ][H2O] - k2 [CH3COOH][CH3OH] (1)
dt
donde k1, es la constante de velocidad para la reacción directa y k2 para la inversa. Para
soluciones diluidas, el agua está presente en un exceso tan grande, que suconcentración
experimenta un cambio proporcionalmente insignificante, en tanto que la del acetato de
metilo cambia considerablemente. Para este caso, la ecuación (1) puede escribirse,
− d [CH 3 COOCH 3 ]
= k’1[CH3COOCH3]- k2 [CH3COOH][CH3OH]
(2)
dt
En las primeras etapas de la hidrólisis, las concentraciones del ácido acético y
del metanol permanecen lo suficientemente pequeñas como para que eltérmino que las
involucra sea insignificante y la reacción aparente sea de primer orden,
− d [CH 3 COOCH 3 ]
= k’1[CH3COOCH3]
(3)
dt
Entonces puede determinarse el valor de k’1 por uno de los métodos
convencionales para las reacciones de primer orden. La evaluación de k’1 a distintas
temperaturas permite calcular la energía de activación de Arrhenius, Ea, para la
reacción directa,mediante la ecuación de Arrhenius:
−Ea

k(T) = Ae

RT

(4)

Tomando logaritmos neperianos en ambos miembros de la ecuación de
Arrhenius, obtenemos:
E
ln k (T ) = ln A − a
RT

Introducción a la Experimentación en Química Física

12.1

Práctica 12: Hidrólisis del acetato de metilo

Al obtener la forma integrada se supone que Ea es una constante. La energía de
activación seinterpreta como la cantidad de energía que las moléculas deben tener para
que sean capaces de reaccionar. A es el denominado factor preexponencial.
Dependiendo de las unidades de R (constante de los gases perfectos) las
unidades de la energía de activación serán unas u otras.
Es posible hacer un cálculo más exacto sobre la influencia de la temperatura,
basándose para ello en la ecuación de Eyring,RT
k=P
e
N0h

∆S ≠
R

e

− ∆H ≠
RT

(6)

donde, N0 es el número de Avogadro, h la constante de Planck y ∆S≠ y ∆H≠, son las
variaciones de entropía y entalpía estándares en la formación del complejo activado a
partir de los reactivos:
CH3COOCH3 + H2O + H+ → [ complejo activado]
y P, es una constante del orden de 1/2, definida como la probabilidad de que un
complejo activado sedescomponga para formar la especie producto (en lugar de
regenerar la especie reactiva). Así puede determinarse ∆H≠, partiendo de las mediciones
de k a dos temperaturas distintas, bajo la suposición de que ∆S≠ y ∆H≠ son
independientes de la temperatura.
Tomando logaritmos neperianos en la ecuación de Eyring obtenemos
una expresión de una línea recta de cuya pendiente podemos obtener el valorde ∆H≠ y
de la ordenada en el origen el valor de ∆S≠:
k
R
∆S ≠ ∆H ≠ 1
ln = ln P
+
−
(7)
T
N 0h
R
RT
Aunque no es posible determinar ∆S≠ a partir de estos datos, por no conocer el
valor de P, en ocasiones es posible obtener alguna información acerca de la magnitud
∆S≠ adivinando el posible valor de P. En la mayoría de los casos es una suposición
razonable darle un valor entre 1/2 y1, pero bajo ciertas circunstancias P , puede ser
muy pequeño. Nosotros le vamos a dar un valor a P=1/2, así podremos estimar ∆S≠ y
∆H≠.
2.- MATERIAL

Termostato, 3 Erlenmeyer de 100 mL, 1 Erlenmeyer de 250 mL, 1 pipeta de 10
mL, cronómetro,1 bureta 50 mL, 2 matraces de 1 L, vidrio de reloj, varilla agitadora,
frasco lavador y gotero, 1 pie, 4 pinzas
3.- REACTIVOS

Acetato de metilo, 1...