和评论:化学》杂志上的雷竞技苹果下载研究表明
菜单e-ISSN: 2319 - 9849
e-ISSN: 2319 - 9849
Shin霁低*
亚洲的国际学校,轻井泽(日本地名)(伊萨克),日本长野
收到日期:21/12/2016;接受日期:02/02/2017;发表日期:04/02/2017
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皂化是一种化学反应,产生表面活性剂和甘油从脂肪酸甘油三酯碱液和石油。这次调查有兴趣决定之间的皂化反应的活化能油酸甘油三酸酯存在于橄榄油和氢氧化钠溶液。虽然上述反应的活化能是理论上知道,目前的实验值仍然大大偏离。因为本研究利用不同速率测定的方法,它是justied作为一个有价值的调查,可能提供一个更准确的实验值。
本研究报告解释的方法论使用Venirez pH值探测器测量皂化反应的速率。pKw值也必须被考虑由于温度坐在实验发生的变化。pH值可以用来测量氢氧根离子的浓度可以用来和速率常数随后使活化能的测定。这个调查的活化能的确定值是2.76 J /摩尔这表明这种确定活化能的方法是有效的。然而,由于反应时间长,只能测试两个温度在整个调查中反应低浓缩在这个结果的可靠性。然而这个调查并介绍一种新方法确定皂化反应的活化能。
本文的初稿是用作一个更高的水平中化学课程作为作业的一部分。这个研究论文的发表仅仅属于研究和评论:杂志雷竞技网页版雷竞技苹果下载化学。
皂化,pH值分析,活化能
皂化反应机理
皂化反应活化能的确定需要一个反应速率的测量方法。反应的速率将允许速度的速率常数表达式确定。自然对数的速率常数和死租金的倒数的温度将策划确定活化能。为了确定一个测量方法,皂化反应机理不信任被理解。
正在调查的皂化反应oleic-oleic-oleic之间的这篇文章主要是甘油三酯,C3H5(C18H33O2)和氢氧化钠(氢氧化钠)。当这两种化学物质相互作用,发生放热水解方程。
实际的实验试剂用于将橄榄油和5 M氢氧化钠水溶液因此橄榄油的其他组分化合物也被考虑。第二版的基础上科学直接发布的橄榄油,橄榄油是由不饱和聚不饱和,饱和脂肪酸:油酸、亚麻油酸、棕榈分别抽搐和硬脂酸。然而,大约99%的橄榄油是由三酰甘油或组成的甘油三酸酯这样一个很小部分的橄榄油含有自由移动的脂肪酸和脂质如数组碳氢化合物、甾醇类、脂肪族醇、维生素e和颜料(2]。
橄榄油的主要组成化合物通常是oleic-oleic-oleic三酰甘油。橄榄油用于这个调查是黄宗泽纯粹和自然100%的纯橄榄油,油酸的内容被列为10 g 14 g的橄榄油。这接近油酸甘油三酸酯橄榄的总质量的70%。而副反应氢氧化钠和剩下的三酰甘油之间可能会发生,这次调查将只关注之间的反应oleic-oleicoleic三酰甘油和氢氧化钠。
C3H5(C18H33O2)3(左)+ 3氢氧化钠(aq)→C3H5(哦)3(左)+ 3 C7H33COONa (s)
的化学方程解释了在氢氧化钠水溶液和甘油三酸酯的反应最终形成了油酸钠多原子离子化合物和甘油。这种反应被称为碱性酯水解形成油酸钠是soap,因此也被称为皂化。这皂化反应包括三酰甘油的氢氧化钠水解分裂油酸酯为三个离子。氢氧化三个扮演的三个羟基键共价形成甘油。三油酸-离子债券具有讽刺意味的是,积极的钠离子,形成多元离子化合物:油酸钠。
理解这种碱性水解反应让我们确定一个反应速率的测量方法,因为它可以推断出,pH值在不同实验的开始和结束。这是因为越来越多的氢氧根离子的羟基的甘油,不再自由移动。尽管油酸钠仍然是碱性,反应的速率可以由计算博士pH值的变化的变化可以转化成的氢氧根离子浓度的变化。更多的信息关于这个开发率测定方法,可以进一步发现。测量反应速率是一个有趣的注意的是,油酸钠化合物的疏水性和亲水性末端允许它水和石油混相。
基于pH值计算反应的速率
确定反应的活化能通常需要策划阿仑尼乌斯方程的自然对数形式。计算这一特定反应的反应速率不能通过改变质量或体积的气体排放,但可以由氢氧化钠溶液浓度的变化。巴格达大学进行了类似的实验,确定皂化反应的动力学通过样品每5到10分钟,然后对盐酸滴定确定剩下的氢氧化钠的浓度。然而,我个人认为测量酸碱使用游标的变化探测将防止做许多滴定。
可以测量pH值在整个实验过程中,可以被转化为pH值然后nd氢氧根离子的浓度。pH值降低的反应在减少自由移动的氢氧根离子。它可以推断出氢氧根离子的减少也等于油酸钠的生成速率这两个化合物之间的摩尔比1:1基于化学方程。然而,由于温度变化,改变在水中电离常数,或千瓦,水在不同温度下的pH值时要考虑转换到pOH价值。
自从pH值是一个函数的计算自由移动氢或氢氧根离子的浓度,这是建立装配平衡常数的因素。随着温度的增加,反应的平衡常数转向左边和氢氧根离子的净浓度减少。因此,酸碱计算的基础上,必须考虑水在不同温度下的千瓦,它不能被认为水pH值在7。
欧洲物理杂志D水的电离作用常数在不同的温度下,可用于计算pH值(1]。
下面的方程将被用来确定pOH值:
pOH = pKw-pH
一旦pOH值是决定整个反应时间、平均反应速率可以决定(表1)。
| 反应速率 | 平均温度 | 平均利率 | 速率常数 |
|---|---|---|---|
| 0.0554 | 119.8 | 0.00092 | 0.24 |
| 0.0486 | 51.0 | 0.00081 | 0.21 |
表1:平均温度和速率常数。
皂化反应的顺序
它可以推断出基于文学从Raghdads博士获得的结果在他的论文发表在杂志上工程烯烃之间反应的顺序,否则称为油酸甘油三酸酯,氢氧化钠是2 (150)。他的讨论结果显示,油精和氢氧化钠的顺序分别都是1。他的实验的结果说明反应的顺序将被用作计算速率常数的基础调查。下面的方程将被用来计算速率常数,k。
k =反应速率/(氢氧化钠)[C_3H_5 (C_18H_33O_2) _3]
速率常数的文学价值将被用作油精的过程来创建不同的浓度没有定义。
因为它是一个有机化合物,使用橄榄油是不溶于水,溶解在不同的有机化合物可能风险的毒副反应。
自然对数的速率常数可以策划对温度的倒数来和活化能阿伦尼乌斯常数。
博士的方法是基于松散Raghads过程但使用pH值的变化,而不是几个滴定为了测量反应的速率(149)。
测量温度
最初的最初实验装置用磁力加热搅拌器加热前的氢氧化钠溶液添加橄榄油。然后使用水银温度计,以监控混合物的温度。然而,这种温度控制的方法被认为是不准确的因为混合物的温度很可能促使和增加物质的体积将导致温度下降,因为需要更多的能量得到更大的体积在特定温度。这可以解释的概念形式热容。因此,而不是使用水银温度计来控制温度,使用游标温度探测器。
使用游标温度探测器比例减少了不确定性,可以测量温度更精确温度探测器代替水银温度计。而不是使用氢氧化钠作为阅读的初始温度对整个实验,整个反应的温度pro勒可以记录下来。稳定的温度可以用作阿仑尼乌斯方程的阅读。
测量反应速率
该方法通过改变反应速率的pH值是通过几个实验重新设计。开始我认为反应的速率可以计算基于酚酞改变所花费的时间从褪色的粉红色。其他实验设计背后的意图是利用酚酞的色彩变化,将无色在高pH值,大约10 - 14但基本适度后就变成了粉红色,7 - 10。然而,橄榄油的金黄颜色很难分辨颜色的变化,需要大量的定性观察。使用游标分光光度计可以观察更量化但颜色的变化不能准确地将向反应物或产物的物质的量的变化。
经过几次重新设计使用酚酞,然后我决定使用游标的pH值探测器测量的氢氧根离子浓度的变化。氢氧化钠的酸碱探测器将测量实验开始时pH值大约在14和图应该显示逐步降低pH值随着反应的进行。这种方法被证明是最好的方法来计算这个皂化反应的反应速率。
pH值在实验开始和结束的时候然后用来计算平均反应速率。然后转化成pOH pH值,考虑到pKw在不同温度的水。
控制无温度速度的因素
这是非常重要的在这个调查来控制其他无温度反应速率等因素,利率的变化可以完全归结到温度的变化。
由于反应的顺序是基于Raghdads博士实验的结果,控制浓度不是必需的。氢氧化钠溶液的浓度必须保持一致在所有试验在5.00 m .然而,基于之前的实验,高度集中的解决方案的氢氧化钠倾向于沉淀体积的嘴问。因此,不推荐使用的氢氧化钠溶液,已经搁置很长一段时间了。为了防止浓度的变化由于降水,氢氧化钠溶液应立即被用来测量之前反应的速率。油酸甘油三酸酯的浓度在橄榄油可以始终保持不变,在这种情况下使用相同的橄榄油和黄宗泽纯&自然100%纯橄榄油。
在最初的实验中,过量的氢氧化钠的量并不像人们认为的控制体积的反应物不影响反应的速率。然而,结果显示计算也可能归因于这样一个事实:油酸钠开始凝固。因此,过多的橄榄油的数量必须控制防止接触表面积的计算,将影响反应速率。雷竞技网页版橄榄油的质量控制到两位小数,确保接触表面积的油酸钠也可以被控制。雷竞技网页版
搅拌的速度的橄榄油和氢氧化钠混合也必须控制搅拌的速度直接影响面积的数量两种化合物之间的联系。雷竞技网页版搅拌的速度是每分钟100 rpm或利率控制的。magnetises的大小在所有试验也是一致的对利率的影响降到最低。
由于大量的时间用于几个实验重新设计和实验的反应时间长,只有两个温度能够被测试(图1和2)。
图1:温度和pH值与时间在50°C。
图2:阿伦尼乌斯方程。
和阿伦尼乌斯活化能的计算常数
lnK = lnA - Ea / RT
Ea = 2.53 jmol ^ 1
一个= 1.485摩尔^ 1 dm ^ 3 ^ 1
阿伦尼乌斯常数和活化能值的讨论
皂化反应的活化能确定油精和氢氧化钠之间2.53 J摩尔−1。然而,有一些有趣的推论,可以从获得的结果。
图1表明,pH值增加大约在7到10分钟期间在反应混合物的温度下降的时候。这个结果是特别有趣,因为自由移动的氢氧根离子浓度应该减少在整个反应。然而,在这种情况下,pH值的增加是由于平衡由于减少温度的变化。降低温度使平衡常数向右边然后使pH值增加。这也看到在图7到10分钟,但似乎更短的高原。
阿伦尼乌斯常数也确定为1.485摩尔−1dm3年代−1表明,搅拌的速度和数量过剩的橄榄油会显著影响反应速率。我们可以推断,操纵反应物颗粒之间的接触表面积皂化反应起着很大的作用。雷竞技网页版
尽管获得的结果回答研究问题,有很多实验是必须被评估,占。每一个可能的错误可分为随机或系统错误。实验获得的价值Raghdad决心是4.67 J /摩尔博士,而他的是20.44 Jmol计算的理论值−1。他这种差异基于实验误差(151)。差异百分比计算基于Raghdads博士实验值和估计为85%。
随机误差
每一个测量是在这个实验产生一定比例的不确定性进行最终导致整体比例不确定性活化能的大约2%。这附近产生一个微不足道的百分比不确定性对整体的贡献百分比差异。无论,由于只有两个数据点,有一个低浓缩在这个实验的可靠性。随机误差的总量在这个实验中可以通过增加数量的测量温度和试验温度。
系统误差
这个实验的系统误差预计将有近100%的总百分比贡献差异,主要错误,应该考虑改善实验过程。系统误差与随机误差,这是由于实验法,将数据点的方向在一个特定的方向。
可能与这个实验是实验aw由于不足的pH值探测器校准可能表现出较低的反应温度升高时可能反映了在平缓斜坡最终会导致较低的活化能报道对应获得的数据点。这个实验可以克服aw校准酸碱探针与缓冲溶液的pH值大于14。这将允许内的pH值测量校准值
这个调查最终提供了另一种方法通过皂化反应活化能的测定pH值分析。
有一个低浓缩在这个实验的可靠性,只有两个温度进行了一个试验中的每个但更高的压缩方法辨别激活能量的能力。这是由于先前的结果在40%的差异获得实用价值。这个实验的结果,因此提供了证据pH值分析方法的有效性。然而,这个实验的可靠性,可以大大提高更高数量的试验和测试温度。
这次调查的一个含义是,这种方法的使用,以确定激活能量,还可以用于其他反应进行pH值的变化在其反应。
进一步的调查
虽然这个实验回答研究问题,仍有许多问题有待解答的肥皂制造过程。问题是识别实验的系统误差,会导致这个Raghdads博士调查和实验值有如此高的比例的差异的300%。两种实验设置的问题是它的反应速率太低在高温和反应的速率太高了在低温下形成面糊斜率和随后的活化能降低。可能是探索不同的实验方法,活化能测定更精确的方法可以实现。
