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Praktikumsversuch Reaktionskinetik

Reaktionskinetik - Grundlagen - Reaktionsmechanismus der Esterverseifung

Bei der Esterverseifung handelt es sich um eine Hydrolysereaktion mit der Bruttogleichung (Gl. 1a)

RCOOR1+ H2O RCOOH+ R1OH

Um die Reaktion zu beschleunigen, wird sie üblicherweise säure- bzw. basenkatalysiert durchgeführt.

Bei dem hier vorliegenden Fall der basenkatalysierten Verseifung greift zunächst ein Hydroxid-Ion das sp 2 -hybridisierte C-Atom an (1), das eine positive Partialladung aufweist. Es bildet sich ein tetraedrischer Übergangszustand mit einem sp 3 -hybridisierten C-Atom aus (2). Anschließend wird ein Alkoholat-Ion eliminiert (3). Durch Protonen-Übertragung werden schließlich der neutrale Alkohol und ein Carboxylat-Ion gebildet. Da die gebildete Säure im alkalischen Medium ionisiert vorliegt, ist die negative Formalladung über die gesamte Carboxylatgruppe delokalisiert (4). Das C-Atom der Carboxylatgruppe ist deshalb nicht positiv genug, um von einem OH-Ion angegriffen zu werden, wodurch die basenkatalysierte Verseifung im Gegensatz zur säurekatalysierten irreversibel wird.

Dieser Mechanismus wird auch als S N 2 t -Mechanismus bezeichnet, da es sich um eine Substitutionsreaktion handelt, die durch einen bimolekularen nucleophilen Angriff eingeleitet wird und über ein tetraedrisches Zwischenprodukt verläuft.

Abb.1

Reaktionsmechanismus der basenkatalysierten Esterverseifung (Gl. 1b)

Für die folgenden kinetischen Betrachtungen werden die Reaktionspartner mit den Buchstaben A (Hydroxid-Ion), B (Ester), C und D (Produkte) bezeichnet.

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