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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS INSTITUTO DE QUÍMICA E BIOTECNOLOGIA Disciplina: Físico-Química Experimental e Laboratório de Química 2 EXPERIMENTO 01 2023.1 CINÉTICA DA HIDRÓLISE DE UM ÉSTER – INVESTIGAÇÃO DA CINÉTICA DE HIDRÓLISE DO ACETATO DE ETILA 1. Introdução Quando um éster, como o acetato de etila, reage com água (reação de hidrólise), há formação de álcool e ácido, de acordo com a equação: H3CCOOC2H5 + H2O 🡪 H3CCOOH + C2H5OH Se a quantidade de água muito superior à concentração do acetato, podemos considerar que o consumo de água é proporcionalmente desprezível, sendo considerado apenas o consumo do reagente principal. Neste caso, pode-se considerar que a reação é de pseudo 1ª ordem. No caso particular dos ésteres de cadeia pequena (até 4-5 carbonos), essa hidrólise pode ser catalisada por ácidos. Assim, a velocidade da reação poderá ser descrita por A solução da integral correspondente, para cinética de primeira ordem, é onde a= concentração original do reagente e (a-x) a concentração em qualquer tempo. Assim, a constante cinética de primeira ordem, k, pode ser obtida pela gráfico de versus t, enquanto o tempo de meia vida pode ser obtido pela mesma relação, considerando-se que (a-x) = ½ (a), ou seja: 2. Objetivos Determinar a constante de velocidade da hidrólise do acetato de etila, a 250C (ou temperatura ambiente), catalisada por ácido clorídrico, bem como o tempo de meia vida da reação. 3. Material e Reagentes · erlenmeyers 250 mL, · proveta(100 mL), · bureta (50 mL), · pipeta(5,0 mL volumétrica), · suporte e garra para bureta, · becker, · pisseta, · HCl 1,00mol.L-1, · NaOH 0,400 mol.L-1, · acetato de etila, · solução de fenolftaleína, · gelo moído ou em pequenos cubos (de água destilada ou pH neutro). 4. Procedimento Experimental · Medir com proveta, 100 mL de HCl 1,0 mol.L-1 e transferi-lo para um erlenmeyer (A). Tampar o erlenmeyer e aguardar até entrar em equilíbrio térmico com o ambiente. · Num outro erlenmeyer (B) colocar 10,0 mL de acetato de etila, medidos com pipeta. Aguardar alguns minutos para que o equilíbrio térmico seja alcançado. · Encher uma bureta com solução de NaOH 0,400 mol.L-1. · Em um 3º. erlenmeyer (C), colocar cerca de 20 mL gelo moído ou em cubos, após o que adicione mais 3-5 gotas de fenolftaleína. · Misturar o conteúdo de (A) ao erlen (B) ao mesmo tempo que dispara o cronômetro ou anota a hora da mistura (tempo zero). Deixar o erlenmeyer com a solução final tampado com rolha ou papel alumínio. · Sem perda de tempo, com pipeta limpa e seca, pipetar 5,0 mL da solução resultante de (A+B) e transferir para o erlenmeyer contendo gelo e fenolftaleína. Anotar o instante em que fez a transferência, mas não pare o cronômetro. Titular a solução e anotar o volume gasto de NaOH. · Dez minutos após a 1ª titulação, repetir as operações do ítem anterior, titulando outros 5,0 mL da solução. Não esqueça de anotar o instante t da transferência, sempre contato em relação ao tempo zero. · Repetir as operações anteriores por mais 5 vezes com intervalos de 10 min · Observação: Para o cálculo de a , anotar a densidade e título (%) do acetato de etila usado (vide no rótulo do frasco) 5. Cálculos Organizar a seguinte tabela: Tempo (min) Volume de NaOH (mL) x (milimol) (a – x) (milimol) ln [a / (a – x)] ... ... ... ... ... · Fazer o gráfico versus t. · Através do gráfico, determinar a constante de velocidade para a reação e o tempo de meia vida. BIBLIOGRAFIA: Conteúdo de Cinética Química – Reações de 1ª. Ordem e pseudo-1ª. Ordem, em: 1-P.W.Atkins, Físico-Química, Vol 1 e 3 2-W.J. Moore, Físico-Química, Vol 1 e 2 DADOS EXPERIMENTAIS REFERENTES AO EXPERIMENTO Tempo (min) Volume de NaOH (mL) Sobre Acetato de etila: PM: g mol-1 Densidade: kg L-1 Título: % dt v ] H CCOOC d[H 5 2 3 = kt a x a - = - - ) ln( ) ln( ÷ ø ö ç è æ - x a a ln
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