Формула эфира

Определение и формула эфира

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Эфир – общее суммарное название нескольких определенных классов органических химических соединений.

Химическая формула: простой эфир – $R_1-O-R_2$ , где $R$ – это углеводородный радикал.

Химическая формула: сложный эфир – $R_1-C(O)O-R_2$ , где $R$ – это углеводородный радикал.

Физические свойства простого эфира – $CH_3-O-CH_3$ и $CH_3-O-C_2H_5$ являются газами, остальные подвижные легкокипящие жидкости. Эфиры плохо растворимы в воде, легче воды, имеют приятный запах.

Физические свойства сложного эфира – сложные эфиры низших карбоновых кислот и простейших одноатомных спиртов — летучие бесцветные жидкости с характерным, зачастую фруктовым запахом. Сложные эфиры высших карбоновых кислот — бесцветные твердые вещества.

Химические свойства эфира

Сложные эфиры подвергаются гидролизу:
Они вступают в реакцию переэтерификации:
Подвергаются восстановлению:

Применение

Эфиры широко распространены в природе и широко используются в промышленности. Природные жиры — это триэфиры, полученные из глицерина и жирных кислот. Эфиры ответственны за аромат многих фруктов, в том числе яблок, груш, бананов, ананасов, клубники. Несколько миллиардов килограммов полиэфиров производятся промышленностью ежегодно, важные продукты — полиэтилентерефталаты, акрилатные сложные эфиры, и ацетат целлюлозы.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

Реакция омыления сложного эфира $(CH_3COOC_2H_5)$ имеет следующие кинетические параметры: $A = 1,4 \cdot 10^{10}$ мл/(моль $\cdot c)$ (предэкспонента) и $E = 46900$ Дж/моль (энергия активации). Рассчитайте значение температурного коэффициента Вант-Гоффа в интервале температур от $298 K$ до $323 K$ .

Решение

Вычислим константы скорости при $298 K$ и $323 K$ по уравнению Аррениуса:

$k = A \cdot e^{-\frac{E}{R \cdot T}}$

$R = 8,314$ Дж/моль $\cdot K$ — газовая постоянная

$k_1 = A \cdot e^{-\frac{E}{R \cdot T_1}} = 1,4 \cdot 10^{10} \cdot e^{-\frac{46900}{8,314 \cdot 298}} = 84,1415$ мл/(моль $\cdot c)$

$k_2 = A \cdot e^{-\frac{E}{R \cdot T_2}} = 1,4 \cdot 10^{10} \cdot e^{-\frac{46900}{8,314 \cdot 323}} = 364,183$ мл/(моль $\cdot c)$

Вычислим температурный коэффициент:

$\gamma = \left ( \frac{k_2}{k_1} \right )^{\frac{10}{T_2 - T_1}} = \left ( \frac{364,183}{84,1415} \right )^{\frac{10}{323 - 298}} = 1,8$

Ответ

$\gamma = 1,8$

ПРИМЕР 2

Задание

Щелочное омыление этилпропионата $(C_2H_5COOC_2H_5)$ при $T_1 = 273 K$ протекает с константой скорости $k_1 = 1,14$ л/(моль $\cdot c)$ , а при $T_2 = 298 K$ с $k_2 = 5,94$ л/(моль $\cdot c$ ). Рассчитайте энергию активации $(E)$ и предэкспоненциальный множитель $(A)$ .

Решение

Рассчитаем энергию активации:

$E = \frac{R \cdot T_1 \cdot T_2 \cdot \ln \frac{k_2}{k_1}}{T_1 - T_2} = \frac{8,314 \cdot 273 \cdot 298 \cdot \ln \frac{5,94}{1,14}}{298 - 273} = 44659$ Дж/моль

Вычислим предэкспоненту:

$A = \left ( \frac{k_2^{T_2}}{k_1^{T_1}} \right )^{\frac{1}{T_2 - T_1}} = \left ( \frac{5,94^{298}}{1,14^{273}} \right )^{\frac{1}{298 - 273}} = 4 \cdot 10^8$