Konzentrationsberechnung bei Veresterung (Versuch zum Estergleichgewicht)
Hallo zusammen. Wir nehmen gerade in Chemie (Gym, EF) das Thema Estergleichgewicht durch und haben dazu eine Veresterung als Gleichgewichtsreaktion durchgeführt.
Versuch: 28,6 ml (0,5mol) Ethansäure, 29,2 ml (0,5mol) Methanol, 0,5 ml konz. Schwefelsäure und Aceton (Gesamtvolumen 60,5 ml)
Der Versuch lief ca. 28h (mit Rückflusskocher u. magnetisch gerührt).
Danach haben wir 1 ml der Probe mit 50 ml dest. Wasser verdünnt, mit BTB versetzt und mit Nartonlauge titriert. Das durchschnittliche Ergebnis liegt bei 17 ml Natronlauge (3 Ansätze).
Jetzt sollen wir die Stoffmenge n(Essigsäure) und die Konzentration c(Essigsäure) berechnen. Die Formeln n=m/M und c=V/M sind mir bekannt, nur weiß ich nicht, wie ich an die Werte komme, und was ich alles beachten muss (z.B. die anderen Reaktionsteilnehmer wie Aceton und Schwefelsäure). Deshalb hoffe ich, dass mir hier jemand weiterhelfen kann. Danke im Voraus
1 Antwort
also: Wir haben 60.5 ml Suppe, in denen sich Säure, Alkohol und Ester tummeln. Die jeweiligen Stoffmengen sind 0.5−x, 0.5−x, x, die Konzentrationen jeweils die Stoffmengen durch 60.5 ml.
Dann habt ihr einen Teil dieser Suppe (1/60.5) entnommen und mit NaOH die Menge an Säure bestimmt. Du sagtst nicht, wie groß die Konzentration der Maßlösung war, aber auf jeden Fall entspricht der Verbrauch einer bestimmten Stoffmenge. Das ist die Stoffmenge Essigsäure in der Probe.
Diese Stoffmenge multiplizierst Du mit dem Faktor 60.5 (wegen der Aliquotierung). Dann weißt Du, wieviel CH₃COOH nach Ende der Reaktion im Kolben vorhanden war. Das ist aber auch das 0.5−x. Du kannst also x ausrechen, kriegst die Stoffmengen und Konzentrationen aller drei Spezies im Topf.
Und die drei Konzentrationen ins Massenwirkungsgesetz eingesetzt ergibt die Gleichgewichtskonstante.
CH₃COOH + CH₃OH ⇌ CH₃COOCH₃ + H₂O
Anfangs haben wir 0.5 mol, 0.5 mol und 0 mol im Topf. Dann reagieren Essig und Methylschnaps langsam vor sich hin.
Für jedes Molekül Essig, das verschwindet, bekommen wir doch genau ein Molekül Ester. Beim Methanol genauso. Wenn wir später 0.2 mol Essigsäure finden, dann wissen wir, daß von den Edukten je 0.3 mol übriggeblieben sind.
Ich glaub das ist in Ordnung. Oder steh ich am Schlauch?
Allerdings habe ich trotzdem einen Fehler gemacht — Wasser ist ein Produkt und nicht Lösungsmittel, muß also auch ins Massenwirkungsgesetz rein. Man muß also alle vier Konzentrationen mitnehmen.
K = x²/(0.5−x)²
wenn x die per Titration ermittelte Stoffmenge Ester im Reaktionskolben ist. Durchrechnen kann ich es nicht, weil mir keiner sagt, wie stark die Natronlauge in der Bürette war.
So ist es, hab meinen Fehler gesehen und schon den Beitrag selbst beanstandet, komischerweise wird der nicht gelöscht. Was mich wundert: Was sollen die paar ml Aceton in der Brühe?
Na, löschen geht jetzt nicht mehr, sonst würde ja auch meine Selbstkorrektur mit dem Wasser im Orkus landen. ;)
Das Aceton als „Lösungsmittel“ (5 Volumsprozent oder so) hat mich auch gewundert. Ich würde es ja einsehen, wenn man mit ein paar Tropfen Aceton auf ein numerisch schönes Volumen einstellt, mit dem sich nachher leichter rechnen läßt, aber 60.5 ml???
Dankeschön erstmal für eure Antworten. :) Die Natronlauge hat die Konzentration c = 0,1 mol/L und das Aceton wird in der Aufgabe als Lösungsvermittler beschrieben. Ich versuch die Aufgabe mit euren bisherigen Tipps zu lösen, mal schauen was dabei rauskommt. :D
Die 17 ml NaOH entsprechen 1.7 mmol. Das neutralisierte die Rest-Essigsäure in 1 ml Reaktionsgemisch. Folglich enthält das Reaktionsgemisch 1.7 mmol/ml CH₃COOH, und in den ganzen 60.5 ml Kolbeninhalt befinden sich 103 mmol Essigsäure (und daher auch 103 mmol Methanol).
Ursprünglich waren aber 500 mmol drin, also haben 397 mmol reagiert. und dabei Wasser und Ester gebildet.
Die Gleichgewichtskonstante K ist also 397²/103²=14.9. Da sich die Teilchenzahl nicht ändert, hat K keine Einheit und kann beliebig aus mol, mol/l oder Mikromol pro Kubikinch berechnet werden, das hat auf den Zahlenwert keinen Einfluß.
Muß ich die Brille putzen oder sollten dies nicht 0,5-x/2 sein?