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