Estersyntes i jämvikt?
Hur kan jag veta om syntesblandningen i min laboration uppnådde jämvikt och vad har temperaturen för påverkan?
Vi blandade 10 ml 1-Butanol och 10 ml ättiksyra, med svavelsyra som katalysator, sedan lade vi bägaren (öppning täckt med folie) i vattenbad (60'C) i 10 min. Vi tillsatte därefter kallt destillerat vatten och separerade sedan med skiljetratt och sodalösning.
1. Det finns ju flera felkällor vilket innebär att slutprodukten inte enbart är butylacetat och volymen och koncentrationen blir missvisande. Jag kan därför varken ta reda på jämviktskonstanten eller koncentrationskvoten, eller har jag missat något?
2. Om vi talar om metoden: uppvärmningen antar jag enbart syftade till att öka reaktionshastigheten, men kan temperaturen samtidigt ha förskjutit jämvikten åt vänster? (Estersyntesen antar jag är exoterm, dvs vi skulle fått mindre ester). Och hur vet man vid vilken temperatur denna påverkar jämvikten? Avdunstning lär ju inte påverkat jämvikten, för en liten mängd av både reaktanter och produkter lär väl avdunstat oavsett temperatur? (påverkar dock utbytet)
3. Det är väl också därför man tillsätter kallt vatten eftersom lägre temperatur minskar avdunstning? Påverkar temperaturen även esterns löslighet i vatten? Men borde inte bägaren då först kylts innan man tillsatte vatten? Eller spelar detta ingen roll och att man bara utgår från att polariteten skiljer sig så pass mycket att resterna oavsett temperatur kommer lösa sig i vatten och att estern inte gör dett?
1. I princip är det så ja, fast det borde inte bildas så många biprodukter i detta fall.
2. Temperaturökningen är till för att snabba på reaktionen, men det kommer även att påverka jämviktsläget. Om reaktionen som bildar estern är exoterm så får du mindre ester vid jämvikt vid högre temperatur. Om du vet jämviktskonstanten vid en temperatur samt reaktionsentalpin kan du beräkna jämviktskonstanten vid en annan temperatur m.h.a. något som kallas van 't Hoffs ekvation.
3. Vattnet fyller flera funktioner. Kyler ner blandningen, späder ut katalysatorn och gör att estern separeras från reaktanterna p.g.a. lägre löslighet.
