1Równowaga estryfikacji
- RCOOH + R'OH ⇌ RCOOR' + H₂O. Stała równowagi: K = [ester]·[H₂O] przez [kwas]·[alkohol], gdzie [ ] to stężenia równowagowe [mol/dm³].
- Dla CH₃COOH i C₂H₅OH K ≈ 4 (w temp. pokojowej). Po obu stronach są 2 mole substancji, więc objętość się skraca. Możesz podstawiać liczby moli.
- Katalizator (H⁺) tylko przyspiesza dojście do równowagi. K się nie zmienia.
2Co zwiększa wydajność estru
- nadmiar jednego substratu (kwasu lub alkoholu),
- usuwanie wody (stężony H₂SO₄, destylacja),
- oddestylowanie estru z mieszaniny.
- Nadmiar wody sprzyja hydrolizie, czyli reakcji odwrotnej.
Dlaczego nadmiar wody sprzyja hydrolizie estru?
Zwiększenie stężenia produktu estryfikacji (wody) przesuwa równowagę w lewo.
To jedno z 8 pytań quizu. Rozwiąż cały quiz →
3Przykład obliczeniowy
- Dane: 1 mol kwasu, 2 mole etanolu, K = 4. Szukane: x, liczba moli estru w równowadze.
- Wzór: K = x · x przez (1 − x)(2 − x).
- Obliczenia: x² = 4(2 − 3x + x²), stąd 3x² − 12x + 8 = 0. Pierwiastki: x = 12 − pierwiastek z 48 przez 6 ≈ 0,85 oraz x ≈ 3,15. Drugi odpada, bo x nie może przekroczyć 1.
- Odpowiedź: 0,85 mol estru, czyli wydajność 85% w przeliczeniu na kwas. Dla 1 mola etanolu (zamiast 2) wyszłoby tylko 2 przez 3 mola.
4Hydroliza estru
- Kwasowa: CH₃COOC₂H₅ + H₂O ⇌ CH₃COOH + C₂H₅OH. Odwracalna.
- Zasadowa: CH₃COOC₂H₅ + NaOH → CH₃COONa + C₂H₅OH. Praktycznie nieodwracalna, bo anion kwasu nie reaguje z alkoholem.
Katalizator zmienia szybkość, nie zmienia stałej równowagi ani wydajności w stanie równowagi.
Nie pisz, że H₂SO₄ „zwiększa wydajność, bo jest katalizatorem”. Zwiększa ją przez wiązanie wody.
Z 1 mola kwasu i 1 mola etanolu przy K = 4 powstanie w równowadze
x²/(1 − x)² = 4, więc x/(1 − x) = 2 i x = 2/3.
To jedno z 8 pytań quizu. Rozwiąż cały quiz →
✎Ściąga: Estryfikacja jako równowaga: wydajność i obliczenia
Najważniejsze w pigułce – przeczytaj tuż przed kartkówką lub sprawdzianem.
- Katalizator zmienia szybkość, nie zmienia stałej równowagi ani wydajności w stanie równowagi.
?Quiz: powtórz przed kartkówką
8 pytań w stylu kartkówki i sprawdzianu. Odpowiedz w myślach, potem sprawdź odpowiedź. Rozwiąż quiz z wynikiem – każda odpowiedź ma wyjaśnienie.
Które działanie zwiększy wydajność estryfikacji?
- Ausuwanie powstającej wody
- Bdodanie katalizatora w większej ilości
- Cdodanie wody
- Dobniżenie ilości alkoholu
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź A: usuwanie powstającej wody – Usunięcie produktu przesuwa równowagę w prawo.
Wyrażenie na stałą równowagi estryfikacji to
- AK = [H₂O] : [alkohol]
- BK = [ester] : [kwas]
- CK = [kwas]·[alkohol] : ([ester]·[H₂O])
- DK = [ester]·[H₂O] : ([kwas]·[alkohol])
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź D: K = [ester]·[H₂O] : ([kwas]·[alkohol]) – W liczniku są produkty, w mianowniku substraty.
W mieszaninie równowagowej jest 0,60 mol CH₃COOH, 0,30 mol C₂H₅OH, 0,90 mol estru i 0,90 mol wody. Ile wynosi K?
- A0,22
- B5,0
- C1,5
- D4,5
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź D: 4,5 – K = (0,90 · 0,90) : (0,60 · 0,30) = 0,81 : 0,18 = 4,5.
Z 1 mola kwasu i 1 mola etanolu przy K = 4 powstanie w równowadze
- A1 mol estru
- B2/3 mola estru
- C4 mole estru
- D1/2 mola estru
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź B: 2/3 mola estru – x²/(1 − x)² = 4, więc x/(1 − x) = 2 i x = 2/3.
Katalizator estryfikacji
- Azmniejsza K
- Bnie zmienia wartości K
- Czwiększa K
- Dzwiększa K tylko dla estrów
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź B: nie zmienia wartości K – Katalizator przyspiesza obie reakcje jednakowo.
Produktami hydrolizy zasadowej octanu etylu (NaOH) są
- ACH₃COOH i C₂H₅OH
- BCH₃COONa i C₂H₅ONa
- CCH₃COONa i C₂H₅OH
- DCH₃COOH i C₂H₅Na
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź C: CH₃COONa i C₂H₅OH – W środowisku zasadowym powstaje sól kwasu, a nie wolny kwas.
Dlaczego nadmiar wody sprzyja hydrolizie estru?
- AZmniejsza stężenie kwasu
- BNeutralizuje katalizator
- CZwiększa stałą K
- DPrzesuwa równowagę w stronę substratów estryfikacji
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź D: Przesuwa równowagę w stronę substratów estryfikacji – Zwiększenie stężenia produktu estryfikacji (wody) przesuwa równowagę w lewo.
Dlaczego w estryfikacji można liczyć K z liczb moli, a nie ze stężeń?
- AReakcja zachodzi bez wody
- BK nie zależy od temperatury
- CLiczba moli substancji po obu stronach jest taka sama, więc objętość się skraca
- DStężenia nie istnieją dla cieczy
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź C: Liczba moli substancji po obu stronach jest taka sama, więc objętość się skraca – Po obu stronach są 2 mole, więc w K objętość występuje w liczniku i mianowniku w tej samej potędze.
Cały dział „Kwasy, estry i tłuszcze”: ściąga i próbny sprawdzian →
Kartkówka albo sprawdzian już blisko?
Rozwiąż quiz z wynikiem i powtórz materiał na fiszkach. Każda odpowiedź ma wyjaśnienie, a postęp zapisuje się bez zakładania konta.