Fischer esterfiering och Le Chateliers princip

imek skrev:

Vid Fischer esterfiering så rekommenderas ett överskott av alkohol och inte ett överskott av karboxylsyra, hur kommer det sig? Enligt Le Chateliers princip så kommer ju jämvikten gå åt höger (estern) oavsett vilken reaktant man ökar?

Ja, så länge jämvikten förskjuts, så spelar det ingen roll om det är alkoholen eller syran som finns i överskott.

Ofta väljer man att använda ett överskott av det billigaste ämnet, eller det som är lättast att separera/rena bort ifrån den bildade estern.

Med avseende på substansmängdsförhållandet mellan 1-Butanol, ättiksyra och butylacetat (1:1:1) vet jag att likvärdiga mängder (10 ml) av vardera kommer resultera i att 1-Butanol är den begränsande reaktanten.

Nja, det beror på koncentrationen av ättiksyran.

Så av den anledningen förstår jag att man vill ha alkohol i överskott. Men även om alkoholen är i överskott kommer produkten ester ändå begränsas av mängden ättiksyra väl? Handlar det om att det är lättare att rena estern från alkoholrester än syrarester?

Okej, tack! Vi använde 100% ättiksyra i laborationen och jag utgick därför från att densiteten var 1,049 g/cm3.
Tror jag övertänkt detta till den grad att jag nu bara är förvirrad och inte får ihop det:

1. När man skriver ett ”överskott” syftar man väl på att den ena reaktanten tillsätts i större volym än den andra? Men volymen påverkar väl inte koncentrationen? Med ökad volym, ökar massan, vilket ökar substansmängden, men sen dividerar man ju med volymen igen för att få koncentrationen och då är vi väl tillbaka på ruta ett igen?

2. Vad är skillnaden på om man ökar en av eller båda reaktanternas koncentrationer? Det är väl enbart av en praktisk/ekonomisk anledning man enbart ökar en? 

3. Måste en jämvikt redan ställt in sig innan man ökar koncentrationen av en reaktant för att mängden ester ska öka? Hela Le Chateliers princip går ju ut på att systemet är i jämvikt och att en eventuell störning kommer motverkas. Men vad händer om man från början har en högre koncentration reaktant(er)? Jag tänker att resultaten borde bli densamma eftersom man oavsett utgår från koncentrationskvoten och jämviktskonstanten? 

imek skrev:

Okej, tack! Vi använde 100% ättiksyra i laborationen och jag utgick därför från att densiteten var 1,049 g/cm3.
Tror jag övertänkt detta till den grad att jag nu bara är förvirrad och inte får ihop det:

1. När man skriver ett ”överskott” syftar man väl på att den ena reaktanten tillsätts i större volym än den andra?

Nej, man utgår ifrån substansmängden, som påverkas av både koncentrationen och volymen (n=C*V).

Men volymen påverkar väl inte koncentrationen? Med ökad volym, ökar massan, vilket ökar substansmängden, men sen dividerar man ju med volymen igen för att få koncentrationen och då är vi väl tillbaka på ruta ett igen?

Ja koncentrationen är den samma, så det blir en större substansmängd med en större volym. Ofta är den enklare att räkna direkt med substansmängderna än att gå via volym/massa fram och tillbaka.

 

2. Vad är skillnaden på om man ökar en av eller båda reaktanternas koncentrationer? Det är väl enbart av en praktisk/ekonomisk anledning man enbart ökar en? 

Ja i princip.

Substansmängderna är det som avgör. Ökas koncentrationerna av ämnena (med konstant volym) så ökar ju även substansmängden.

1) Förskjuts inte jämvikten (molförhållandet mellan reaktanterna är konstant) bildas mer produkt när mer av båda reaktanterna tillsätts.

2) Mer produkt fås även om jämvikten förskjuts, efter att substansmängden av endast en reaktant ökats. I detta exempel bildas mer produkt utan att du slösar på den andra reaktanten, som i fallet 1).

3. Måste en jämvikt redan ställt in sig innan man ökar koncentrationen av en reaktant för att mängden ester ska öka? Hela Le Chateliers princip går ju ut på att systemet är i jämvikt och att en eventuell störning kommer motverkas. Men vad händer om man från början har en högre koncentration reaktant(er)? Jag tänker att resultaten borde bli densamma eftersom man oavsett utgår från koncentrationskvoten och jämviktskonstanten? 

Nej, du behöver inte låta en jämvikt ställa in sig först och sedan tillsätta mer av den ena reaktanten. Det går precis lika bra att börja med en högre substansmängd av den ena reaktanten direkt. Men det blir då en annan jämvikt, som kan jämföras med hur det skulle sett ut innan ökningen.

Störningen som motverkas, är ökningen av en reaktants substansmängd. Och mer produkt bildas som resultat, tills dessa att en ny jämvikt infinner sig, och systemet är då återigen i (en ny) balans.