Prowadzący: mgr inż. Michał Jakubczyk
Cel ćwiczenia
Celem doświadczenia było zbadanie kinetyki reakcji inwersji sacharozy, wyznaczanie jej energii aktywacji oraz stałych szybkości w dwu temperaturach.
Wstęp teoretyczny
Reakcja inwersji sacharozy przebiega według ogólnego równania reakcji:
SACHAROZA (S) + H2O GLUKOZA (G) + FRUKTOZA (F) Przemianę tę można rozłożyć na dwa elementarne etapy:
równanie kinetyczne dla tego procesu jest postaci:
Przybliżenie założono dla roztworu bardzo rozcieńczonego.
Posługując się modelem stanu stacjonarnego można przyjąć stałe w czasie stężenie kompleksu aktywnego SH+:
Z punktu widzenia ćwiczenia interesuje nas jednak wyznaczenie zmienności w czasie stężenia równowagowego sacharozy. Założenie modelu stacjonarnego umożliwia wyznaczenie z równania kinetycznego stężenia [SH+] i wyrażenie go przez [S]. Stężenie jonów wodorowych jest stałe w czasie. Wobec tego bilansowe równanie kinetyczne można zapisać w postaci
Reakcja sprowadzona do reakcji pseudopierwszorzędowej. Do wyznaczenia stałych szybkości k można posłużyć się metodą Guggenheima, w której wykonując dwie serie pomiarów mierzymy zmianę stężenia reagentów w czasie. Z nachylenia poniższej funkcji można wyznaczyć wartość tej stałej:
gdzie:
Często trudne jest wyznaczenie stężeń reagentów, dlatego też do badanie kinetyki można posłużyć się wartością kąta skręcania płaszczyzny polaryzacji światła.
W naszym doświadczeniu umożliwia to aktywność optyczna sacharozy i powstających w wyniku hydrolizy glukozy i fruktozy. Wykazano, że w stałej temperaturze:
,
gdzie: - kąt skręcania płaszczyzny polaryzacji
c - stężenie związku aktywnego
l - długość drogi optycznej
- współczynnik skręcalności danej substancji
Stałą szybkości reakcji wyznaczamy tutaj ze wzoru:
gdzie:
-skręcenie odczytywane bezpośrednio w chwili rozpoczęcia serii pomiarowej
- kąt skręcania płaszczyzny polaryzacji po zakończeniu reakcji
Do wyznaczenia energii aktywacji EA posłuży nam równanie Arrheniusa, w którym widoczna jest zależność stałej szybkości od temperatury.:
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)