8.5.15 * Následné reakce, hydrolýza yperitu
2,2'-dichlordiethylsulfid (yperit) se ve vodě při pH od 2 do 10 hydrolyzuje
pseudomonomolekulárními reakcemi I. řádu na neškodný
dihydroxyderivát (J.Org.Chem. 50,5230(1985)) podle rovnice
Cl-C2H4-S-C2H4Cl(A)
Cl-C2H4-S-C2H4-OH(B)
HO-C2H4-S-C2H4-OH (C)
Při teplotě 20 °C byly zjištěny rychlostní konstanty k1 = 0,16
min−1, k2 = 0,26 min−1. Vypočtěte: a) jaké množství
látek (v %) bude v systému po 10 minutách, b) jak dlouho musí
hydrolýza probíhat, aby přeměna na hydroxyderivát proběhla z 99
%. Na začátku předpokládejte pouze přítomnost
2,2-dichlordiethylsulfidu a přebytek vody.
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
Výsledek
a) b) τ = 34,63 min.
Postup
Řešení
ad a) V tomto případě je výpočet velmi jednoduchý a spočívá v dosazení do
(8.60) až (8.62). Např. pro cA dostaneme
,
ad b) Výpočet času pro dosažení určité koncentrace látky C je nutno
provést numericky. Rovnici (8.62) si přepíšeme do tvaru
a ten na
Po dosazení všech veličin získáme
Při použití kalkulačky budeme volit různá τ a hledat takové při kterém bude rovnice splněna. Několik mezivýsledků je uvedeno v následující tabulce (na druhé řádce je příspěvek prvních dvou členů poslední rovnice).
zvolené τ/min | 20 | 30 | 35 | 34,5 | 34,63 |
příspěvek exponenciál | 0,0607 | 0,0130 | 0,0056 | 0,00638 | 0,006252 |