IV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2012

Рассматривая влияние растворителя, можно сделать вывод о воздействие природы среды на наблюдаемую скорость реакции и степень превращения. Причем, в зависимости от  природы растворителя может изменяться не только константа скорости реакции. Влияние природы растворителя на скорость реакции исследовалось на примере реакций гидрирования п-нитротолуола в растворах этилового спирта, т.к. согласно литературным данным  этиловый спирт является хорошим растворителем  п-нитротолуола [1, 2].

Целью данной работы является   термодинамический анализ  реакции     гидрирования

n-нитрофенола  (ПНФ)  и выбор оптимального растворителя.

Был осуществлен термодинамический расчет константы равновесия вышеуказанной реакции. Расчеты изменения энтальпии, энтропии и энергии Гиббса  реакции проведены в интервале температур 285-305К по известным методикам с использованием эмпирических методов [3]. Результаты расчета представлены в таблице.

Т, К	DH0r,T, кДж/моль	DS0r,T, Дж/(моль×К)	DG0r,T, кДж/моль	Кр
285	-607,46	-546,80	-451,64	6,01∙1082
290	-607,53	-548,41	-448,5	6,11∙1080
295	-607,96	-548,51	-446,15	1∙1079
300	-608,21	-549,36	-446,70	6,02∙1077
305	-608,47	-550,76	-440,64	2,94∙1075

Из таблицы видно, что в выбранном интервале температур реакция термодинамически возможна, о чем свидетельствует величина энергии Гиббса и константа равновесия.

Используемый в данной работе потенциометрический метод изучения скорости гидрирования предполагает наличие растворителя в системе. Так как n-нитрофенол практически не растворяется в воде, то провести процесс его гидрирования в водной среде не представилось возможным. Поэтому вначале необходимо было подобрать такой растворитель, в котором  бы  n-нитрофенол растворялся.  В качестве растворителей использовали: изопропиловый и  изоамиловый спирты. 

Методика определения взаимной растворимости системы «п-нитрофенол - вода - растворитель» заключалась в следующем. В колбах  с притертыми пробками готовили двухкомпонентные системы из растворителя (5 мл) и  п-нитрофенола, масса которого изменялась. Состав двухкомпонентной системы рассчитывался по формулам:                           

Растворы титровали  из микробюретки дистиллированной водой до появления мути. После каждой добавленной капли колбу закрывали пробкой и тщательно встряхивали. Если муть, исчезающая при отстаивании, появляется при повторных встряхиваниях, это означало, что титрование окончено. Состав трехкомпонентной системы, отвечающий началу расслоения, рассчитывается по формуле:

Литература

1. Бутов Г.М.,  Зорина Г.И., Курунина Г.М. Изучение влияния концентрации этилового спирта на скорость гидрирования n-нитротолуола на платиновых катализаторах, нанесённых на оксид гадолиния // Изв. ВолгГТУ. Серия "Химия и технология элементоорганических мономеров и полимерных материалов". Вып. 6: межвуз. сб. науч. ст. / ВолгГТУ. - Волгоград, 2009. - № 2. - C. 87-90.

2. Зорина Г.И, Курунина Г.М.,  Кочетков В.Г. Изучение кинетических характеристик  реакции гидрирования  п-нитротолуола в водно-спиртовой среде на  1% Рt  катализаторах, нанесенных на оксиды  редкоземельных элементов /Материалы   III Международной научной студенческой конференции "Научный потенциал студенчества в XXI веке", Т.1,Естественные и точные науки, технические и прикладные науки. г.Ставрополь.- 2010.- C. 45.

 3. Казанская А.С.  Скобло В.А. Расчеты химических равновесий. Сборник примеров и задач.   Под ред. Панченкова Г.М. / Учебное пособие для ВУЗов. М.:  Высшая школа, 1974.- 359 с.

Код для цитирования: Скопировать