Benzaldehit-metanol tepkimesinin amberlit IR-120 katalizör varlığında kinetik incelenmesi

Abstract

ÖZETBenzaldehit-Metil Alkol tepkime kinetiği asidik formdaki katyon değiştiricireçine (Amberlit IR-120) varlığında çalışıldı. Çözücü olarak 1,4-dioksan kullanıldı.Bir denge tepkimesi olan asetal oluşumunun, hidrolizine oranla yavaş olmasınedeniyle, ileri tepkime olarak hidroliz tepkimesi çalışıldı. Benzaldehit dimetilasetalinhidrolizine ait denge sabiti 298-328 K sıcaklık aralığındaKd= exp(8,67-1880/T)olarak bulundu. Burada T, Kelvin olarak mutlak sıcaklıktır.Amberlit IR-120 katalizör varlığında gerçekleştirilen deneyler sonucunda,hidroliz tepkimesinin adsorplanmış su molekülleri ile yığın içindeki asetal molekülleriarasında gerçekleştiği (Eley-Rideal modeli) ve tepkimenin ?yüzey tepkimesi basamağıkontrollü? olduğu gösterildi. Tepkime hızının ise;C C2m(C A CW â BA M )kV Keâ rW =1 + K BA CBA + KW CWşeklinde verilebileceği bulundu. Burada derişimler mol L-1'dir. Asetal hidroliziyönündeki hız sabitinin sıcaklığa bağlı olarakL2 ( g-kuru reçine) -1.mol -1.dakika -1k = exp(9,4- 4915/T)eşitliğinden hesaplanabileceği gösterildi. Benzaldehit ve suya ait adsorpsiyon dengesabitleri iseL.mol-1KBA = exp (7292/T-24,9)L.mol-1KW = exp(1296/T-4,4)şeklinde bulundu.ANAHTAR KEL MELERAsetal tepkimesiBenzaldehit dimetilasetalHeterojen KatalizAmberlit IR-120

SUMMARYThe kinetics of acetalisation of benzaldehyde with methyl alcohol has beenstudied in the presence of a cation exchanger in its acidic form (Amberlite IR-120). 1,4-Dioxane has been used as solvent.Acetalisation is an equilibrium reaction, and it was found that the rate of acetalformation is much slower than that of acetal hydrolysis. Hence hydrolysis, rather thanacetal formation, was choosen as forward reaction. In the temperature range 298-328 K,the equilibrium constant for hydrolysis of benzaldehyde dimethyl acetal was found to beKd= exp(8,67-1880/T)Where, T is absolute temperature in Kelvin.In the presence of catalyst, the reaction has been found to be occured between anadsorbed water molecule and a molecule of acetal in the bulk phase (Eley-Ridealmodel). From this model it was concluded that the reaction is ?surface reaction control?and its rate will be given by expressionCBA C 2 Mmk (C A CW â )V Keâ rW =1 + K BA CBA + KW CWWhere, concentration are in the unit of mol L-1. It was shown that temperauredependency of hydrolysis rate constant can be given byL2 ( g-dry resin) -1.mol -1.minute -1k = exp(9,4- 4915/T)The adsorption equilibrium constants related to benzaldehyde and water werealso calculated to beL.mol-1KBA = exp (7292/T-24,9)L.mol-1KW = exp(1296/T-4,4)respectively.KEY WORDSAcetalisationBenzaldehyde dimethyl acetalHeterogeneous catalysisAmberlite IR-120