Wykonanie ćwiczenia

Na początku włączyłam zasilanie lampy sodowej polarymetru, w celu jej nagrzania. Następnie w kolbie o pojemności 100
sporządziłam roztwór złożony z sacharozy i 1M roztworu
w proporcji 1:1 ( czyli 50cm
:50cm
). W kolejnej fazie rurkę polarymetryczną przepłukałam wodą a następnie odrobiną przygotowanego roztworu. Potem wypełniłam ją całkowicie ją roztworem (menisk wypukły) i nakryłam szkiełkiem delikatnie nasuwając je od boku tak, aby w rurce nie powstał pęcherzyk powietrza. Zakręciłam głowicę i umieściłam rurkę w polarymetrze. Pozostały roztwór włożyłam do termostatu o temp.
po czym po około 2 godzinach (w czasie których wykonywałam pomiary pierwszej próbki) roztwór ochłodziłam do temperatury pokojowej a następnie zmierzyłam kąt skręcania płaszczyzny ( okazał się ujemny). Za pomocą tulejki poziomej w pobliżu okularu ustawiłam ostrość widzenia tak, aby uzyskać jasne, jednolitego koloru koło. Mierzyłam kąt skręcania polaryzacji w chwili początkowej a następnie co 15 minut . Odczytane wyniki zapisałam w dołączonej do sprawozdanie tabeli.

Opracowanie wyników doświadczenia

Na podstawie przekształceń i podstawień otrzymujemy następujący wzór na równanie kinetyczne I rzędu:
, gdzie
-to początkowy kąt skręcania w chwili czasu t=0.

Tabela z wynikami pomiarów i obliczeniami

t [min]	[°]	- [°]
0	16	-21,5	0
15	14,7	-20,2	0,0624
30	13,2	-18,7	0,1395
45	11,7	-17,2	0,2231
60	10	-15,5	0,3272
75	8,8	-14,3	0,4078
90	7	-12,5	0,5423
105	6,2	-11,7	0,6085
120	5	-10,5	0,7167
135	3,9	-9,4	0,8273
150	3,1	-8,6	0,9163
	-5,5

Sporządzam wykres zależności
w funkcji czasu.

Zgodnie z zależnością na równanie kinetyczne reakcji I rzędowej
dokonując w programie kalkulacyjnym Excel regresji linowej wyznaczamy współczynnik kierunkowy prostej funkcji . Współczynnik tej prostej jest równy co do wartości liczbowej stałej szybkości reakcji k .

Zatem stała szybkości reakcji inwersji sacharozy wynosi:

Wnioski

Wyznaczona doświadczalnie wartość stałej szybkości inwersji sacharozy wynosi
. Dzięki właściwością optycznym sacharozy oraz produktów jej hydrolizy jesteśmy w stanie za pomocą pomiarów polarymetrycznych wyznaczyć stałą szybkości tej reakcji. Sacharoza jest prawoskrętna natomiast roztwór, który zawiera produkty jej inwersji jest lewoskrętny. Dzieje się tak ponieważ skręcalność właściwa lewoskrętnej fruktozy jest większa od skręcalności właściwej prawoskrętnej glukozy. Mieszanina produktów po reakcji jest czynna optycznie i lewoskrętna. Co do wartości kąta skręcania mieszaniny produktów jest równy sumie skręcalności właściwych fruktozy i glukozy. Stała szybkości wyznaczana w tym doświadczeniu zależy od kątów skręcania płaszczyzny roztworu w danych etapach czasu zachodzenia reakcji. Na podstawie zależności
wyznaczam współczynnik nachylenia jej prostej , który równy jest szybkości reakcji. Jak widać współczynnik korelacji R bliski jest jedności zatem można stwierdzić, że zależność jest liniowa a dokonane pomiary są dość dokładne. Nie jesteśmy jednak uniknąć pewnych błędów, wpływających na wartość stałej szybkości. Zaliczamy do nich niedokładność odczytu wartości kąta skręcania. Dodatkowo wyznaczona przez nas stałą szybkości w sposób doświadczalny różni się od stałej rzeczywistej. Stała szybkości doświadczalna zależy od stężenia jonów wodorowych , które są katalizatorem reakcji inwersji. Zatem niedokładność odmierzenia kwasu siarkowego(VI) również ma wpływ na dokładność wyznaczonej stałej. A dodatkowo na błędy w doświadczeniu wpływa również zaokrąglanie i przybliżanie wartości liczbowych.

---