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 k1.
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 k, a te z kolei pozwolą na określenie przybliżonej wartości energii aktywacji Ea badanej przemiany wyrażonej prawem Arrheniusa:
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)