Schwerpunktforum: pH-Wert und Gleichgewichtsberechnungen
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Alt 08.07.2015, 10:27   #1   Druckbare Version zeigen
Moeh0704 Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 5
Gleichgewichtskonstante bei Veresterung

Hallo zusammen,

in einem Protokoll muss ich die Gleichgewichtskonstante einer Veresterung bestimmen.
Dabei habe ich folgenden Versuch durchgeführt:
0,25 mol Essigsäure und 0,25 mol Ethanol wurden mit wenig konz. Schwefelsäure versetzt, auf 50 mL mit Aceton aufgefüllt und drei bis vier Tage gerührt. Dem entstandenen Ansatz wurde 1 mL entnommen und dieser dann auf 50 mL mit Wasser aufgefüllt. Die Probe wurde mit 0,1 M Natronlauge titriert.

Insgesamt wurden 59,1 mL der Natronlauge bis zum Neutralisationpunkt titriert.

Nun meine Überlegungen, um die Gleichgewichtskonstante zu bestimmen:

Die Gleichgewichtskonstante erhalten wir, indem wir die Stoffmenge der
Essigsäure ermitteln, da so auch die Stoffmenge von Ethanol, Ester und Wasser im Gleichgewicht bekannt ist. Wenn die Stoffmenge der Essigsäure bekannt ist, kann mit
{ K= \frac{[CH_3 COOC_2 H_5]\cdot [H_2O]}{[C_2H_5OH]\cdot [CH_3COOH]}=\frac{(0,25-x)^2}{x^2} }

Nun besteht das Problem noch, die Stoffmenge der Essigsäure zu bestimmen:
Da bei Titration einer schwachen Säure mit einer starken Base der Neutralisationspunkt nicht gleich dem Äquivalenzpunkt ist, muss die Stoffmenge mit Henderson-Hasselbalch bestimmt werden:
{ 7=4,76+ log\frac{[A^-]}{[HA]} }

Da die Acetatsstoffmenge der Natriumhydroxidstoffmenge entspricht, führt dies zu:
{  n(HA)= \frac{0,00591 mol}{10^{2,24}}  }

Für die Stoffmenge an Essigsäure erhält man dann 0,000034 mol. Hochgerechnet auf den gesamten Ansatz von 50 mL führt dies zu einer Stoffmenge von 0,0017 mol Essigsäure.
Eingesetzt in das MWG führt dies dann jedoch zu einer Gleichgewichtkonstante von etwa 21333. Der Literaturwert liegt bei etwa 4 bis 5.

Nun meine Frage: Wo genau habe ich einen Denk -oder Rechenfehler in der Rechnung?

Vielen Dank für jegliche Hilfe im Voraus.

Grüße
Moeh0704

Geändert von Moeh0704 (08.07.2015 um 10:49 Uhr)
Moeh0704 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 08.07.2015, 11:11   #2   Druckbare Version zeigen
Auwi Männlich
Mitglied
Beiträge: 9.766
AW: Gleichgewichtskonstante bei Veresterung

Die beschriebene Vorgehensweise vernachlässigt die Schwefelsäure.
Nach der Reaktion wurden in 1ml der 50ml Lösung an "Säure" gefunden:
n=V*c=5,91 mmol. Demnach müßten in der Gesamtlösung dann 295,5 mmol "Säure" vorhanden sein.
Das kann aber nicht die noch vorhandene Essigsäure sein, die ja nur 250 mmol betrug.
Im übrigen, wenn Du Essigsäure mit NaOH bis zum zugehörigen Neutralpunkt neutralisierst, erfaßt Du die Essigsäure. Hier hat Hendersson Hasselbalch nichts zu suchen.
Es fehlt der "Blindwert" an "Säure" in der Ausgangslösung !
Auwi ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 08.07.2015, 12:52   #3   Druckbare Version zeigen
Moeh0704 Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 5
AW: Gleichgewichtskonstante bei Veresterung

Hallo Auwi,

erst einmal vielen Dank für deine Tipps.
An die konz. Schwefelsäure habe ich gar nicht gedacht.

Die Stoffmenge an Schwefelsäure habe ich tatsächlich verschwiegen. Sie beträgt 5 mmol. Sorry dafür
Ich habe die Rechnung dementsprechend noch einmal verbessert:
Da ich in der Probe (1 mL)0,1 mmol
Schwefelsäure vorliegen habe, benötige ich 0,2 mmol Natriumhydroxid zur Neutralisation. Diese sollten also von den 5,91 mmol subtrahiert werden.
In der 1 mL Probe befinden sich also 5,91mmol-0,2 mmol=5,71 mmol Essigsäure. Dies würde aber hochgerechnet auf die 50 mL bedeuten, dass sich im Ansatz 285,5 mmol =0,2855 mol Essigsäure befinden.
Dies kann aber ja auch nicht sein, da wir zu Beginn nur 0,25 mol Essigsäure hineingegeben haben.

Gibt in der Theorie sonst noch irgendwelche Fehler?

Grüße
Moeh

Moeh0704 ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 08.07.2015, 13:10   #4   Druckbare Version zeigen
Auwi Männlich
Mitglied
Beiträge: 9.766
AW: Gleichgewichtskonstante bei Veresterung

Irgendwie paßt das alles nicht zusammen.
Auwi ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 08.07.2015, 13:43   #5   Druckbare Version zeigen
Moeh0704 Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 5
AW: Gleichgewichtskonstante bei Veresterung

Ich habe ja die Vermutung, dass bei den Titrationswerten irgendetwas nicht passt. Die hat mein Laborpartner mir mitgeteilt.

Trotzdem vielen Dank für deine Hilfe.

Moeh0704 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 08.07.2015, 14:38   #6   Druckbare Version zeigen
Auwi Männlich
Mitglied
Beiträge: 9.766
AW: Gleichgewichtskonstante bei Veresterung

Wer sich auf andere verlassen muß, der ist verlassen
Auwi ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 09.07.2015, 11:53   #7   Druckbare Version zeigen
magician4 Männlich
Mitglied
Beiträge: 7.302
AW: Gleichgewichtskonstante bei Veresterung

Zitat:
Zitat von Moeh0704 Beitrag anzeigen
Dies kann aber ja auch nicht sein, da wir zu Beginn nur 0,25 mol Essigsäure hineingegeben haben.
in der tat...

{\to} vermutung (!):
(a) ein typischer K-wert fuer die beschriebene reaktion liegt bei ca. 4, give or take
(b)
- büretten mit > 50 mL inhalt sind eher ungewoehnlich, die verbrauchsangabe "59,1 mL NaOH" erscheit daher suspekt
- meist fuehrt man mehrfachtitrationen aus, und rechnet dann mit dem mittelwert
- ein verbrauch von (im mittel) 5,91 mL erscheint weitaus realitaetsnaher

... und wenn man dann die ganze nachfolgerechnung mal entsprechend korrigiert, dann werden die ergebnisse auch ploetzlich realitaetsnaher

Zitat:
Zitat von Moeh0704 Beitrag anzeigen
Gibt in der Theorie sonst noch irgendwelche Fehler?
man koennte sich noch gedanken ueber die reaktion zwischen dem auffuell-aceton und dem ethanol i.s. einer acetalbildung machen, koennte ueber die bildung von ethanol/schwefelsaure-estern nachdenken (beeinflusst beides die GG-lage)...
... was in einem feuchten medium usw. jedoch wohl nur eine untergeordnete rolle spielen duerfte

problematisch scheint mir wenn ueberhaupt die tatsache zu sein, dass essigester im alkalischen doch recht flott wieder spaltet (was dir einen NaOH mehrverbrauch beschert, der jedoch nix mit der gleichgewichtslage zu tun hat), und dass du ja bei der titration pH-maessig so in die gegend von 9 kommst, bei grossem wasserueberschuss
{\to} wer seeehr langsam titriert bekommt hier komische werte...


...aber ansonsten sehe ich da in der auswertessytematik erstmal nix gravierend problematisches, besonders wenn du gegen phenolphtalein o.ae. titriert hast, die Ae.p. verschiebung ins alkalische somit also bereits von daher mit beruecksichtigt ist

gruss

Ingo
magician4 ist offline   Mit Zitat antworten
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berechnung, gleichgewicht, veresterung

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