Dawid Jagieła

ChPiS II

Ćwiczenie nr 3

Kinetyka inwersji sacharozy

Wstęp teoretyczny:

Podczas ćwiczenia zachodzi reakcja hydrolizy sacharozy.

Produktami hydrolizy sacharozy są glukoza i fruktoza. Sacharoza jest prawoskrętna, natomiast roztwór zawierający produkty inwersji jest lewoskrętny. Zmiana kierunku skręcania płaszczyzny polaryzacji, czyli inwersja skręcalności wynika z odmiennych skręcalności produktów reakcji. Fruktoza skręca płaszczyznę polaryzacji w lewo o kąt większy niż prawoskrętna glukoza. Jako że związki te wykazują czynność optyczną można badać kinetykę tej reakcji na podstawie pomiaru kąta skręcenia płaszczyzny światła spolaryzowanego w czasie.

Prezentacja wyników:

Wartości k₁ i k₂ wyznaczone na podstawie wzoru wyniosły odpowiednio:

k₁ = 4.34∙10^-5 s^-1

k₂ = 7.07∙10^-5 s^-1

Wartości k₁ i k₂ wyznaczone na podstawie wykresu wyniosły odpowiednio:

k₁ = 4.61∙10^-5 s^-1

k₂ = 6.91∙10^-5 s^-1

Obliczenia:

Dla każdego pomiaru wyznaczam wartość stałej szybkości reakcji z wzoru:

gdzie t - czas pomiaru, α₀ - kąt skręcenia płaszczyzny światła spolaryzowanego dla początkowych pomiarów badanych mieszanin (kwas - sacharoza dla t= 0s), α_∞ - kąt skręcenia płaszczyzny światła spolaryzowanego po zakończeniu inwersji, α_t - kąt światła spolaryzowanego w momencie t.

przykładowo dla czasu t = 3000 s dla pierwszego roztworu:

Następnie uśredniam otrzymane wyniki:

dla pierwszego roztworu oraz

dla drugiego roztworu.

Wartości k₁ i k₂ wyznaczam również na podstawie wykresu przy czym obliczam je następująco:

k = 2.303∙a ,gdzie a to współczynnik kierunkowy prostej odczytany z wykresu.

Dyskusja wyników:

Obliczone wartości stałych szybkości dla pierwszego i drugiego roztworu dwoma metodami są porównywalne. Obecność kwasu ma katalityczny wpływ na szybkość reakcji inwersji - wnioskuję to na podstawie pomiaru kąta skręcenia dla 10% roztworu sacharozy, ponieważ jest on mniejszy od kąta skręcenia wyznaczonego dla czasu t = ∞, który otrzymałem po podgrzaniu roztworu sacharozy z kwasem. Na podstawie wykresu oraz obliczonych wartości k₁ i k₂ mogę powiedzieć, że roztwór 2 zawierał większe stężenie sacharozy - reakcja jest 1-rzędowa, a więc szybkość zależy tylko i wyłącznie od stężenia sacharozy.

---