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酢酸エチルの加水分解反応について
Organometsの回答
No.4の回答で色々と書いた後に気づいたのですが、容易に入手できる安価な物質を用いて分析手段に中和滴定を用いて反応追跡が出来る系はなかなかないですね。ちょっと無責任な回答でした。 ご質問の内容に戻って考え直しました。 ＞「酢酸エチルの加水分解反応」で行う中和滴定は上記の目的を果たすのに十分なのかどうか 研究への実用では無く、あくまでも学習のためという前提のもとで充分だと思います。ただし酢酸エチルに対して水を大過剰に加える必要があります(こうした反応では大抵そうしますね)。そうすれば反応を擬一次反応として(見かけ上一次反応として)解析することが出来ます。分析手段もGCなどのほうが適していると思います。 酢酸エチルの酸触媒による加水分解反応はrei00さんが類似例をご提示の通り CH3COOC2H5 + H2O + H+ ⇔ CH3COOH + C2H5OH + H+ （１） で表されます。酢酸エチルの反応初期の減少速度は(rei00さん、単なる書き間違いと思いますが一応訂正しておきます、正方向の速度は原系成分濃度の積で表されます) -d[CH3COOC2H5]/dt = k'[CH3COOC2H5][H2O][H+] （２） で書き表すことが出来ます。ここで酸触媒は反応の進行度に関らず一定、また反応の進行度による濃度変化を無視できる程度に水が大過剰に存在していれば k = k'[H2O][H+] と置いて -d[CH3COOC2H5]/dt = k[CH3COOC2H5] （３） となります。複次反応を速度論的に解析する際に特定の成分以外の基質を過剰に存在させるのは反応を擬一次反応として解析しやすくする一般的な手法です。 反応開始時の時刻を時間t0 として、このときの酢酸エチル濃度を[CH3COOC2H5]t0とおき、式３を解いて整理すると ln{[CH3COOC2H5]/[CH3COOC2H5]t0} = -kt （４） すなわち時間ｔ経過後の酢酸エチル濃度をｔ= 0 の濃度で除した値の自然対数と時間を一次プロットすればその傾きが擬一次反応の速度定数kである、ということです。真の速度定数を求めるにはkを[H+]と[H2O]で除してやれば算出できます(正式にはもっと厳密な手法をとります、今回はあくまでも簡便な方法として提示しました)。 さて、上記はあくまでも酢酸エチル消費量に着目したものです。GCなどが使えるのであれば酢酸エチルに着目して測定を行うのが良いでしょう。今回の系では幸いなことに反応中間体濃度をほとんど無視することが出来ますので 酢酸の生成量 ＝ 酢酸エチルの消費量 とみなして解析を行うことが出来ます。 細かい点ですが、反応の追跡はなるべく早い時期に行うこと。反応終盤では濃度も濃度変化も小さく誤差が大きくなります。また一次反応速度定数を算出する上では反応開始後であれば反応開始時刻 t0 をいつに設定しても構いません(理由は考えてみてください)。誤差の大小の評価は式４の一次プロットでやれば良いのではないでしょうか。簡単な計算ですので表計算ソフトで評価可能だと思います。グラフにしてビジュアルに評価すると分かりやすいですよ。 最後に熱分解ではありませんが、一次反応を応用した実例として遺跡などに含まれる炭素の放射性同位元素の存在比から年代を割り出す手法があります。調べてみては如何でしょうか。
noname#211914
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