مراقبة تطور جملة كيميائية
مراقبة السرعة و المردود، و أهمية الإسترات
- أن تسمّي وسائل مراقبة سرعة تحوّل الأسترة وتعلّل أثر كلّ واحدة منها
- أن تميّز ما يغيّر السرعة وحدها عمّا يغيّر المردود فعلا
- أن تحسب مردود أسترة في مزيج ابتدائي غير متساوي كمّية المادة
- أن تكتب معادلة تفاعل التصبّن وتذكر أهمّ استعمالات الإسترات
- معادلة تفاعل الأسترة ونسبة التقدّم النهائي
- ثابت التوازن المرفق بمعادلة الأسترة وجدول التقدّم
- حلّ معادلة من الدرجة الثانية ومناقشة جذريها
❓إشكالية: الوقت والمردود مقداران مختلفان، ولا يُراقَبان بالوسائل نفسها. سنفصل بينهما: أوّلا ما يسرّع دون أن يزيد، ثمّ ما يزيد فعلا.
مراقبة سرعة التفاعل
تزداد سرعة تفاعل الأسترة، أو سرعة إماهة الأستر، دون أن يتغيّر المردود، بإحدى الوسائل التالية:
- رفع درجة حرارة المزيج التفاعلي.
- إضافة وسيط، كقطرات من حمض الكبريت المركّز، فتزداد شوارد الهيدروجين في الوسط.
- تغيير التركيز الابتدائي للمتفاعلين مع الحفاظ على النسبة بينهما.
مراقبة مردود التفاعل
لزيادة المردود لا بدّ من تغيير الجملة نفسها. وثلاث وسائل تحقّق ذلك:
| الوسيلة | ما يحدث في الوسط | الأثر على المردود |
|---|---|---|
| مزيج ابتدائي غير متساوي كمّية المادة | يُؤخذ أحد المتفاعلين بزيادة كبيرة | يرتفع، ويبقى التحوّل غير تامّ |
| استعمال كلور الأسيل بدل الحمض الكربوكسيلي | يتغيّر التفاعل نفسه ولا يعود محدودا | يصير التحوّل تامّا |
| حذف الأستر أو الماء المتشكّل أثناء التحوّل | يُسحب أحد الناتجين من الوسط باستمرار | يصير التحوّل تامّا |
نأخذ مولا واحدا من حمض كربوكسيلي وأربعة مولات من كحول أوّلي، وثابت توازن هذه الأسترة معلوم من الدرس السابق.
🎯المطلوب: احسب نسبة التقدّم النهائي والمردود في هذا المزيج، وقارنهما بالمزيج المتساوي
نكتب ثابت التوازن بدلالة التقدّم النهائي انطلاقا من جدول التقدّم: الناتجان يساوي كلّ منهما التقدّم، والمتفاعلان ينقص من كلّ منهما التقدّم نفسه
نضرب في المقام وننقل كلّ الحدود إلى جهة واحدة، فنحصل على معادلة من الدرجة الثانية في التقدّم النهائي
نحسب المميّز قبل أيّ شيء، لأنّه هو الذي يقرّر وجود الجذور وعددها
نأخذ الجذر الذي يعطي تقدّما أصغر من كمّية المادة الابتدائية للحمض، لأنّ التقدّم لا يمكن أن يتجاوز المتفاعل المحدّ
لأنّ الحمض هو المتفاعل المحدّ، فالتقدّم الأعظمي يساوي كمّية مادته الابتدائية؛ والمردود قفز من سبعة وستّين بالمائة في المزيج المتساوي إلى ثلاثة وتسعين بالمائة هنا، دون أن يتغيّر ثابت التوازن
نستبدل الحمض الكربوكسيلي بكلور الأسيل الموافق له، ونتركه يتفاعل مع الإيثانول.
🎯المطلوب: اكتب معادلة تفاعل كلور الإيثانويل مع الإيثانول، وبيّن قيمة نسبة التقدّم النهائي
نبني الأستر كما في الأسترة العادية: الجزء الآتي من كلور الأسيل يرتبط بسلسلة الكحول عبر جسر من أكسجين
والناتج الثاني ليس الماء هذه المرّة بل كلور الهيدروجين: ما غادر كلور الأسيل هو ذرّة الكلور، لا مجموعة الهيدروكسيل كما في الحمض الكربوكسيلي
نكتب المعادلة بسهم بسيط لا بسهم مزدوج، لأنّ التفاعل بكلور الأسيل غير محدود: يتقدّم حتّى نفاد المتفاعل المحدّ
لأنّ التحوّل تامّ: التقدّم النهائي يبلغ التقدّم الأعظمي، فتساوي نسبة التقدّم الواحد بدل سبعة وستّين بالمائة في الأسترة العادية
تفاعل التصبّن
إذا أضفنا إلى الأستر محلولا لأساس قويّ، حدث تفاعل يسمّى تفاعل التصبّن، وهو تفاعل تامّ يحدث بين الأستر ومحلول الصودا أو البوتاس: يُفني الأستر فيحوّله إلى كحول وشاردة كربوكسيلات، فلا يرفع مردود الأسترة. أمّا حذف الأستر الذي يرفع المردود فهو سحبه سليما كلّما تشكّل، بتقطيره.
نضيف محلول هيدروكسيد الصوديوم إلى إيثانوات الإيثيل.
🎯المطلوب: اكتب معادلة تصبّن إيثانوات الإيثيل بمحلول هيدروكسيد الصوديوم
نقطع الجزيء عند جسر الأكسجين: السلسلة التي كانت على يمين الجسر تستعيد مجموعة هيدروكسيل وتصير كحولا
والجزء الذي كان على يسار الجسر يصير شاردة كربوكسيلات سالبة، وهي التي تكوّن الملح مع شاردة الصوديوم
نجمع كلّ ذلك في معادلة واحدة بسهم بسيط، لأنّ التصبّن تفاعل تامّ لا عكوس
أهمّية الإسترات في الحياة اليومية
الإسترات ليست أفرادا مخبرية فقط: هي موجودة حولنا، وتُصطنع كذلك عند الحاجة.
- نجدها في الفواكه والخضر والأزهار والزيوت.
- ويمكن اصطناعها في المخبر انطلاقا من الكحولات والأحماض الكربوكسيلية.
- ومن أهمّ استعمالاتها صناعة الصابون، عن طريق تصبّن الإسترات الدهنية.
الصفحة 1/8
© مدرستي — هذا الدرس من تأليف مدرستي · madrassati.net