DETERMINACION DE CONSTANTE DE ESTERIFICACION DE ACETATO DE ESTILO

DISEÑO DE REACTORES[pic 1][pic 2]

DETERMINACION DE CONSTANTE DE ESTERIFICACION

DE ACETATO DE ESTILO

García Y1, Herrera E1, Merlano V1, Padilla L1, Zabaleta E1, Martha Cuenca2

1Estudiante de Ingeniería Química

2Docente de la Universidad de Cartagena

Facultad de Ingeniería, Programa de Ingeniería Química

Universidad de Cartagena

1. RESUMEN: Este trabajo hace referencia a una serie de experimentos que tienen como objetivo medir, analizar y comparar con los datos teóricos el grado de avance de la reacción de Etanol y Ácido Acético para producir Acetato de Etilo, teniendo en cuenta diferentes temperaturas. ^[a]

1. OBJETIVOS

1. Objetivo general

• Determinar la constante de reacción para la obtención de acetato de etilo a partir de etanol y ácido acético, utilizando ácido sulfúrico como catalizador.

1. Objetivos específicos

• Establecer condiciones de operación de manera experimental tales como temperatura, agitación, tiempo de reacción y reflujo con el fin de llevar a cabo una reacción de esterificación
• Determinar mediante ensayos experimentales la cinética y las diferentes velocidades de la reacción en relación con la temperatura
• Consultar las condiciones básicas que requiere la reacción para llevarse a cabo, así como la constante de equilibrio de la reacción.

1. INTRODUCCION

En este informe se analiza la reacción etanol y ácido acético para la producción de acetato de etilo teniendo en cuenta condiciones tales como la temperatura, las concentraciones y el tiempo tomado para cada muestra; para esto hay que tener en cuenta ciertos fundamentos teóricos en la realización de la práctica.^[b]

La esterificación es el procedimiento en el cual se logra la sintetizacion^[c] de un ester al hacer reaccionar un ácido carboxílico y un alcohol en presencia de un ácido fuerte como catalizador de la reacción.

R-COOH (ácido) + HO-R’ (alcohol) ↔ R- CO-O-R’ (éster) + H2O (agua)^[d]

La producción de esteres posee una gran importancia industrial, debido a esto se sintetizan grandes cantidades de este cada año.

El etanol también conocido como alcohol etílico, es un alcohol liquido incoloro e inflamable usado en la preparación de bebidas alcohólicas, sectores farmacéuticos y en la industria química se utiliza como compuesto de partida en la síntesis de diversos productos.

El ácido acético también conocido como ácido etanoico es un compuesto orgánico que contiene dos átomos de carbono, dos de oxígeno y cuatro de hidrogeno, es una sustancia incolora, inodora e hidroscopica. Se suele emplear ampliamente en la producción de esteres.

El ácido sulfúrico es un líquido aceitoso, incoloro, inodoro y fuertemente corrosivo. En su mayoría de aplicaciones no lo usan como materia prima sino como uso indirecto en forma de catalizado.

1. MATERIALES Y METODOS

1. Materiales:

• Pipeta de 10 ml
• Probeta de 50 ml
• Bureta
• Beaker
• Embace de vidrio de 250 ml
• Soporte universal
• Estufa
• Agitador
• Erlenmeyer

1. Compuestos

• Etanol
• Ácido acético glacial
• Ácido sulfúrico
• Fenolftaleína
• Hidróxido de sodio
• Agua destilada

1. METODO

Para determinar el valor de la constante de equilibrio por análisis químico se preparan una serie de mezclas de reacción que contienen distintas cantidades de los reactivos y productos, algunas con exceso de reactivos. De este modo, la reacción se desplazará hacia uno u otro lado para alcanzar el equilibrio. En la mezcla de reacción se añadirá también una cantidad previamente calculada de ácido sulfúrico que actúa como catalizador y reduce el tiempo necesario para que se establezca el equilibrio. En la tabla siguiente se sugiere un conjunto de mezclas para este estudio.

Tabla 1. Cantidad de cada compuesto

Se prepara una solución de NaOH 0.25M para realizar las titulaciones, así como también una solución de fenolftaleína al 0.5% (p/v) en etanol

1. Procedimiento

1. Alistar el baño (vaso de precipitado con agua caliente) y se controla la temperatura deseada.
2. Adicionar en un vaso de precipitado o Erlenmeyer el Etanol y el ácido acético. Agitar y adicionar el ácido sulfúrico. Tapar.
3. Mantener la temperatura constante, verificando con el termómetro
4. Iniciar el conteo del tiempo de reacción, tomando el tiempo con un cronómetro.
5. Tomar muestras de 1 ml cada 20 minutos y verificar la concentración de ácido en la solución.
6. Para la titulación, disponer de fenolftaleína como indicador. Poner en un Erlenmeyer pequeño o vaso de precipitado 1 ml de muestras, adicional agua destilada y dentro de la bureta poner la solución de NaOH. Registrar el volumen de NaOH utilizado para cada muestra y en cada tiempo.

1. CALCULOS Y RESULTADOS

1. Volumen total

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1. Cálculo de concentración inicial de [pic 6]

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1. Cálculo del volumen de [pic 12]

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• Moles  en la muestra de 1ml[pic 17]

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• Número de equivalentes para titular el [pic 21]

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Con estos cálculos previos podemos empezar la práctica de laboratorio; luego de hacer la solución de etanol, procedemos a la toma de muestras cada 20 min, con una temperatura de 70°C. Todos los datos obtenidos fueron tabulados en la siguiente tabla: [pic 25]

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