Inwersja sacharozy - omówienie

BADANIE KINETYKI REAKCJI INWERSJI SACHAROZY
Skład zespołu wykonującego doświadczenie:
Agata Przeradzka
Żaneta Rucińska
Przemysław Paszkiewicz
Ocena z przygotowania
Ocena ze sprawozdania
Prowadzący: mgr inż. Michał Jakubczyk
Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia było zbadanie kinetyki reakcji inwersji sacharozy, wyznaczanie energii aktywacji tej reakcji oraz jej stałych szybkości w dwu temperaturach.
Wstęp teoretyczny:
Reakcja inwersji (hydrolizy) sacharozy przebiega według ogólnego równania reakcji
SACHAROZA (S) + H2O GLUKOZA (G) + FRUKTOZA (F) Przemianę tę można rozłożyć na dwa elementarne etapy: równowagę między drobinami sacharozy a katalizującymi cały proces protonami ze środowiska kwasowego, prowadzącą do utworzenia kompleksu aktywnego SH+ oraz hydrolizę tego kompleksu na glukozę i fruktozę opisaną stałą szybkości k2. Równanie kinetyczne tego etapu
()
Przybliżenie założono dla roztworu bardzo rozcieńczonego. Etap równowagowy opisuje się zazwyczaj stałą równowagi, jednak w tym przypadku wygodnie jest opisać go dwiema stałymi szybkości odpowiadającymi reakcji biegnącej w jedną i drugą stronę. Niech reakcji S + H+→ HS+ odpowiada stała szybkości k1, a reakcji do niej odwrotnej stała szybkości k1.
Formalnie rzecz biorąc omawiana reakcja jest reakcją drugorzędową. Posługując się jednak modelem stanu stacjonarnego można przy pewnych założeniach opisywać tę przemianę kinetyką reakcji pierwszego rzędu - rząd takiej zmodyfikowanej kinetyki określa się często mianem pseudopierwszego. Gruntownym założeniem teorii modelu stacjonarnego jest przyjęcie stałego w czasie stężenia kompleksu aktywnego SH+, co matematycznie wyraża się zależnością d[SH+] / dt  0. Z punktu widzenia ćwiczenia interesujące jest jednak wyznaczenie zmienności w czasie stężenia równowagowego sacharozy (S). Założenie modelu stacjonarnego umożliwia wyrugowanie z równania kinetycznego stężenia [SH+] i wyrażenie go przez [S]. Mianowicie
.
Z zapisanych równań reakcji wynika, że jony wodorowe (w rzeczywistości oksoniowe H3O+) działają w tej reakcji katalitycznie - ich stężenie jest stałe w czasie. Wobec tego bilansowe równanie kinetyczne można zapisać w postaci
.
Omawianą reakcję sprowadzono zatem faktycznie do reakcji pseudopierwszorzędowej. Uzyskane równanie kinetyczne posłuży pośrednio do wyznaczenia stałej szybkości ... zobacz całą notatkę