Esterleşme reaksiyon mekanizmalarında kinetik, katalitik ve termodinamik parametrelerin deneysel yöntemlerle izlenmesi ve irdelenmesi
Following and investigating of kinetic, catalytic and thermodynamic parameters with experimental methods in esterification reaction mechanisms
Yazar: BEYHAN ERDEM
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA CEBE
Uludağ Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2007
Konu: Kimya = Chemistry ; Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Esterleşme = Esterification ; Kinetik = Kinetics ; Propiyonik asit = Propionic acid

Özet:
Esterlesme reaksiyonlarının dönüsümlerinin yavas bir reaksiyon hızıyla vetersinir reaksiyonların varlıgıyla sınırlı oldukları bilinmektedir. Reaksiyon hızınıarttırmak için katı asit katalizatörlerinin kullanımı homojen asit katalizatörlere göresahip oldukları avantajlar nedeniyle oldukça dikkat çekmektedir. Tasıyıcı iyon olarakkatalizatör iyonunu içeren iyon degistirici reçineler kullanılarak homojen katalizkabullenmesi yapılabilir. Çünkü reaksiyon mekanizması ve kinetik mertebe homojenkatalizinkiler seklinde belirlenmistir.Bu çalısmada, metil alkol ile asetik asit ve n-amil alkol ile propiyonik asitarasındaki esterlesmeler model reaksiyon olarak seçilmistir. Çalısmanın amacı, ikincimertebe homojen reaksiyona göre korele edilmis hız sabitlerine baglı olarak her birmodel reaksiyonu analiz etmede kullanılan volumetrik, kromatografik ve refraktometrikmetodların tekrarlanabilirlik sıralamasını belirlemektir. Ayrıca karıstırma hızı,katalizatör konsantrasyonu, tanecik büyüklügü, divinilbenzen içerigi, sıcaklık, mol oranıve farklı katalizatör gibi reaksiyon hızını etkileyen önemli degiskenler çalısılmıstır.Makro gözenekli (Ambelyst-15) ve mikro gözenekli (Dowex 50W, Amberlite IR-120)reçine katalizatörleri için aktivasyon enerjileri, reaksiyon entalpi ve entropi degerlerihesaplanmıstır.Bu yöntemlerin duyarlılık sıralaması söyle belirlenmistir: volumetrik >kromatografik > refraktometrik. Ayrıca kurutulduktan sonra katalizatör olarakkullanılan reçineler arasında Dowex 50Wx2' nin mikro gözenekli olmasına ragmen enetkili reçine oldugu bulunmustur.Anahtar Kelimeler: Esterlesme, kinetik, iyon degistirici reçineler, propiyonik asit, namilalkol, asetik asit, metil alkol.

Abstract:
Conversions for the esterification reactions have long been known to be limitedby a slow reaction rate and the existence of reversible reactions. To accelerate thereaction rate, the use of solid acid catalysts has received great attention because ofhaving advantages compared to homogeneous acid catalysts. Homogeneous catalysiscan be accepted by using ion-exchange resins containing the catalyst ion as their counterions. Because the reaction mechanisms and kinetic orders have been determined asthose of homogeneous catalysis.In the present study the esterifications of acetic acid with methyl alcohol andpropionic acid with n-amyl alcohol were chosen as model reactions. The aim of thisstudy is to find that the reproducibility order of volumetric, chromatographic andrefractometric methods used in analysis of the each model reaction according to rateconstants correlated with a second-order homogeneous reaction. Furthermore, theimportant variables such as stirring speed, catalyst concentration, particle size,divinylbenzene content, temperature, mole ratio, different catalysts affecting the rate ofthe reaction were studied. The apparent activation energies, reaction enthalpies andentropy values were calculated for macroporous (Amberlyst-15) and microporous resin(Dowex 50W, Amberlite IR-120) catalysts.The sensitivity order of these methods was determined as follows: volumetric>chromatographic > refractometric. In addition that Dowex 50Wx2 was found the mosteffective one among the resins used as catalysts after being dried, although it is amicroporous resin.Key Words: Esterification, kinetic, ion exchange resins, propionic acid, n-amylalcohol, acetic acid, methyl alcohol.