Dowex50Wx2 katalizörü varlığında asetik asit ile izo-bütanolden esterleşme reaksiyonu ile izo-bütil asetatın oluşum kinetiği
Kinetics of esterification of acetic acid with isobutanol in the presence of Dowex50Wx2 catalyst
Yazar: FEYZA BODUR
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ALİME İZCİ
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Esterleşme = Esterification

Özet:
Bu çalışmada, katalizör olarak kullanılan asidik formdaki bir katyon değiştirici reçine (Dowex 50Wx2) varlığında asetik asit ile izobütil alkol esterleşme kinetiği incelendi. Bu amaçla, tepkime mekanizması, kinetiği ve termodinamik parametreleri belirlendi. Tepkime deneyleri kesikli bir reaktörde gerçekleştirildi. Başlangıç tepkime hızı üzerine; başlangıç reaktant mol oranlarının ve başlangıç su derişiminin etkisi incelendi. Ayrıca, tepkime hızı üzerine; tepkime sıcaklığının, karıştırma hızının ve katalizör miktarının etkisi bulundu. Sıcaklık artışı ve katalizör yüklemesiyle tepkime hızının arttığı belirlendi. Karıştırma hızının tepkime hızına herhangi bir etki yapmadığı tespit edildi.Tepkime denge sabiti 318-348 K sıcaklık aralığında sıcaklıktan bağımsız ve 4,0 olarak tespit edildi.Deneysel sonuçlar kullanılarak Eley-Rideal mekanizması matematiksel olarak test edildi. Katalizör olarak kuvvetli asidik iyon değiştirici reçine mevcudiyetinde, Dowex 50Wx2, tepkimenin adsorplanan alkol molekülü ve yığın fazdaki asit molekülü arasında (Eley-Rideal modeli) meydana geldiği bulundu. Aynı zamanda, başlangıç tepkime hızının asit derişimiyle ve küçük alkol derişimi ile lineer olarak arttığı fakat büyük alkol derişimleri (?1,5 mol/L) ile hemen hemen hiç etkilenmediği gözlendi. Böylece, hız eşitliğinin mol. L-1. saat-1 şeklinde verilebileceği bulundu.Anahtar KelimelerEsterleşmeKatyon değiştirici reçineİzobütil asetatDowex 50Wx2Heterojen tepkime

Abstract:
In this study, the esterification kinetics of acetic acid with isobutyl alcohol in the presence of an acid-form cation-exchange resin (Dowex50WX2) used as a catalyst has been examined. For this aim; mechanism, kinetics and thermodynamic parametres of reaction were determined. The reaction experiments has been carried out in a stirred batch reactor . The effects of initial reactant molar ratio and initial water concentration on the initial reaction rate have been investigated. Besides, the effects of reaction temperature, strring speed and catalyst loading on reaction rate have been found. It has been determined that the stirring speed has not an effect on the reaction rate.The equilibrium constant of the reaction has been determined to be 4,0, being independent of temperature ranging from 318 to 348 K.By using experimental results, Eley-Rideal mechanism has been mathematically tested. In the presence of a strongly acidic ion-exchange resin, Dowex 50Wx2, as catalyst, the reaction has been found to occur between an adsorbed alcohol molecule and a molecule of acid in the bulk phase (Eley-Rideal model). It has also been observed that the initial reaction rate linearly increases with minor alcohol concentration but it has almost no effect with major alcohol concentration (?1,5 mol/L) as it linearly increases with that acid. Then, It has been found that the reaction rate expression can be given by mol. L-1. h-1KeywordsEsterificationCation-exchange resinIsobutyl acetateDowex 50Wx2Heterogeneous reaction