通过如下实验可以测定乙酸乙酯合成反应的平衡常数: 1、把12g乙酸、9.2g乙醇和18g水在锥形瓶
反应前浓度:乙酸12/60*0.044=4.5摩尔/升;乙醇9.2/46*0.044=4.5摩尔/升
硫酸消耗氢氧化钠=2*1000*4.9/98*1=100毫升
反应后浓度:乙酸1*(223-100)/44=2.8摩尔/升
首先,乙酸乙酯是乙酸和乙醇脱去一分子水缩和而成的
反应方程式为C2H5OH+CH3COOH=C2H5COOC2H5+H2O
该反应可逆,在水中逆反应进行。
这就是该问题的关键所在,乙酸乙酯水解,产生乙酸,而乙酸可以电离出氢离子,改变pH值。浓度不同,水解电离程度不同。所以该问题的答案需要具体给出条件。条件如下
乙酸乙酯的浓度c(mol/L) 温度T(K)下面给出一个例题
在标况下水溶液中1mol/L的乙酸乙酯pH值为多少?(Ka=1.02),(Kb=1.8*10-5)该数据来自网络
解:
第一步:乙酸乙酯水解,Ka=1.02
CH3COOC2H5+H2O=C2H5OH+CH3COOH
Ka=c(C2H5OH)*c(CH3COOH)/c(CH3COOC2H5)*c(H2O)
解得c(CH3COOH)=0.95mol/L
第二步:乙酸电离,Kb=1.8*10-5
CH3COOH+H2O=H3O++CH3COO+
Kb=c(CH3COO+)*c(H3O+)/c(CH3COOH)
解得c(H3O+)=3.96*10-3
pH=-lg(c(H3O+))=2.40
答:溶液pH值为2.40。
总结:乙酸乙酯的pH值需要条件判断。
ΔG=RTlnK,R为理想气体常数,T为反应温度,ΔG为吉布斯自由能的差值,K就是平衡常数,ln是自然对数。
ΔG可以以吉布斯-赫姆霍兹方程求得
ΔG=ΔH-TΔS ΔH为反应焓变,ΔS为反应熵变,T为反应温度。
请注意,上面所说的所有反应温度均采用开尔文(热力学)温标(0℃=273K)切记不能搞错
乙酸乙酯的水解反应方程式是:
CH3COOC2H5+H2O=CH3COOH+C2H5OH(酸的条件下)
CH3COOC2H5+NaOH=CH3COONa+C2H5OH(碱的条件下)
在酸性条件下是可逆反应,碱性条件下不可逆,因为生成了CH3COONa,酯化的时候CH3COOH提供OH,C2H5OH提供H。
制备方法:
乙酸乙酯的制取:先加乙醇,再加浓硫酸(加入碎瓷片以防暴沸),最后加乙酸, 然后加热(可以控制实验)。
注:投料比大致为乙醇/乙酸(体积比)=1.6且作为催化剂硫酸的量一般只需乙醇的3%即可。
制备乙酸乙酯时反应温度不宜过高,在保持在60℃~70℃之间,温度过高时会产生乙醚和亚硫酸或乙烯等杂质。液体加热至沸腾后,应改用小火加热。事先可在试管中加入几片碎瓷片,以防止液体暴沸。