Реакция иодирования ацетона

Информация для студентов / Энергия активации / Реакция иодирования ацетона

В

качестве объекта исследования в данной работе выбрана реакция иодирования ацетона. Реакция

СНзСОСНз + I2 = СНзСОСH2I + HI (15)

катализируется кислотами Бренстеда(донорами протонов). Эта реакция катализируется сильной минеральной кислотой.

Как видно из уравнения, один из продуктов реакции - иодоводородная кислота (катализатор). Поэтому концентрация ка­тализатора в ходе опыта возрастает. Такие процессы называются автокаталитическими.

Можно выделить две стадии реакции. На первой происхо­дит таутомерное превращение кетона в енол, катализатор - ионы оксония:

СНзСОСНз—> СНзС(ОН)=СН2; К1 (16)

Затем (вторая стадия ) енол реагирует с иодом:

СНзС(ОН)=СН2 + I2 = CH3COCH2I + HI; К2 (17)

Вторая стадия очень быстрая, а первая - скорость лимити­рующая. Поэтому скорость реакции равна скорости енолизации ацетона:

dc/dτ = К1СасH O (18)

где Са - концентрация ацетона;

С H3O+ - концентрация ионов оксония (ионов водорода). От концентрации иода скорость реакции не зависит. Обозначим через а и b - числа моль ацетона и оксоний-ионов в начальный

момент времени в колбе объемом V; х - количество прореагировавших ацетона и иода,

равное количеству вновь образовавшихся оксоний-ионов.

Тогда:

Са = (a-x)/V; С H3O+ = (

b+x)/V.

(l 9)

Подставляя (19) в (18), находим:

dx/dτ = (K1/V)(a-x)(b+x).

После интегрирования этого

уравнения в пределах от х=0 до х и от τ=0 до х, разрешения относительно K1 получим выраже­ние:

K1 = V/(a+b)

τ*In a(b+x)/(a-x)b,

(20)

в котором числа моль а и b - заданы

условиями приготовления ра­бочей смеси, а х в зависимости от τ определяют путем титрования иода тиосульфатом натрия.

Если перейти к концентрациям веществ, участвующих в реакции, то уравнение (20) приобретет вид:

(21)

где С°а - начальная концентрация ацетона, моль-экв/л;

С H3O+ - начальная концентрация ионов оксония (ионов водорода), моль-экв/л;

Сх - количество прореагировавшего ацетона за время

реакции т, моль-экв/л;

τ - время протекания реакции.

По уравнениям (20) и (21) можно рассчитать константу скорости реакции, используя данные о концентрации веществ, участвующих в реакции.

Смотрите также

Элементы статистической термодинамики
...

Химия лантаноидов
Судя по последним публикациям, нынче довольно трудно отметить те стороны жизни, где бы не находили применение лантаноиды. На основе лантаноидов получают многие уникальные материалы, кото ...

Свойства и получение хлорида кальция
...