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

Синтетические ювелирные камни
...

Циклоалканы
...

Биография и научная деятельность М.В. Ломоносова
...