Bildung von Methansäuremethylester
Versuchsdurchführung:
19,7 mL Methanol, 18,8 mL Methansäure und 0,5 mL Schwefelsäure werden in einem Kolben
gemischt, der in einem Wasserbad auf eine konstante Temperatur von 25 °C gehalten wird.
Alle 5 min wird mit einer Pipette eine Probelösung von 3 ml genommen, zu 200 mL kaltem
Wasser gegeben und sofort mit Natronlauge der Konzentration c = 1 mol/L bis zum
Neutralpunkt titriert.
Nach 20 Minuten ändert sich der Verbrauch der Natronlauge nicht mehr.
Versuchsauswertung:
Die jeweiligen Stoffmengen von Methansäure und des Esters sollen
berechnet werden.
Im Gleichgewichtszustand soll außerdem die Gleichgewichtskonstante berechnet werden.
Beispiel für das Gleichgewicht:
| Stoffmenge Methanol (19,7 mL) | 500 mmol |
| Stoffmenge Methansäure (18,8 mL) | 500 mmol |
| Volumen konzentrierte Schwefelsäure | 0,5 mL |
| Masse Schwefelsäure m = 1,834 g/mL * 0,5 mL | 0,917 g |
| Stoffmenge Schwefelsäure n = 0,917 g / 98 g/mol | 9 mmol |
| Gesamtvolumen der Lösung | 39 mL |
| Probelösung in ml | 3 mL |
| Stoffmenge Schwefelsäure in Probelösung n = 9 mmol * 3/39 | 0,69 mmol |
| Verbrauch Natronlauge (c = 1 mol/L) nach 20 Minuten gleichbleibend | 19 mL |
| Stoffmenge verbrauchter Natronlauge n = 1 mol/L* 0,019 L | 19 mmol |
| Stoffmenge Natronlauge bezogen auf eingesetzte Schwefelsäure n = 2 * 0,69 mmol | 1,38 mmol |
| Stoffmenge Natronlauge bezogen auf Methansäure n = 19 mmol - 1,38 mmol | 17,62 mmol |
| Stoffmenge Methansäure = Stoffmenge Methanol im Gleichgewicht | 17,62 mmol |
| Stoffmenge Ester in Probelösung n = 500 mmol * 3/39 - 17,62 mmol | 20,84 mmol |
| Stoffmenge Wasser im Gleichgewicht = Stoffmenge Ester im Gleichgewicht | 20,84 mmol |
| Gleichgewichtskonstante K = (20,84mmol*20,84mmol ) / (17,62mmol*17,62mmol) | 1,4 |
Literatur:
Wambach (Herausgeber)
Materialienhandbuch Chemie Band 3 S.220
Aulis Verlag
Jansen/Ralle/Peper
Reaktionskinetik und chemisches Gleichgewicht
Versuche 10.7 und 10.8
Aulis Verlag