Imię i Nazwisko:

Wydział: Grupa: Numer

ewidencyjny:

Temat ćwiczenia:

Data wykonania:

Data zaliczenia:

1. Cel

ćwiczenia:

Zapoznanie się z metodami pomiaru szybkości reakcji I rzędu. Wyznaczenie
stałej szybkości reakcji inwersji sacharozy katalizowanej kwasem w dwóch
różnych temperaturach, wyznaczenie energii aktywacji oraz obliczenie entalpii
i entropii aktywacji.

2. Sposób wykonania:

1.Włączyć i nastawić oba termostaty tak, aby różnica temperatur między nimi
wynosiła około 10°, najlepiej w zakresie między 20 a 40°C. W każdym z
termostatów umieścić (zawiesić):

- zamkniętą butelkę zawierającą 60 cm3 20-procentowego roztworu
sacharozy,
- zamkniętą butelkę zawierającą 25 cm

3

HCl o stężeniu 2 mol/dm

3

,

- zamkniętą butelkę zawierającą 25 cm

3

wody.

Po upływie około 10 - 15 min wszystkie butelki osiągają temperaturę równą
temperaturze wody w termostacie.

2.Z butelki zawierającej cukier pobieramy 25 cm

3

roztworu i wprowadzamy do

butelki z wodą. Butelek nie wyjmować z termostatu. Roztwór ten mieszamy i
napełniamy nim rurkę polarymetru, po czym mierzymy kąt skręcenia
płaszczyzny polaryzacji światła. Jest to kąt

α

0

.

3. Do butelki zawierającej 25 cm

3

HCl o stężeniu 2 mol/dm

3

dodać 25 cm

3

termostatowego roztworu cukru i zanotować dokładnie czas - od tej chwili
rozpoczynamy liczenie czasu. Zawartość butelki dokładnie mieszamy i
wypełniamy nią rurkę polarymetru. Dla reakcji prowadzonej w temperaturze
niższej (ok. 20°C) odczytujemy kąty skręcenia co 5 min przez 30 min, a dalej
co 15 min. Reakcję prowadzimy 90 min. W czasie pomiędzy poszczególnymi
pomiarami wypełniona rurka polarymetru powinna znajdować się w
termostacie. Rurkę tę należy wyjmować wyłącznie w celu dokonania pomiaru,
który trzeba wykonywać możliwie szybko. Przed pomiarem rurkę należy z
zewnątrz wytrzeć, a szczególnie starannie szkiełko zamykające rurkę.
Otrzymane wartości

α

t

wpisujemy do tabeli.

Uwaga. Z roztworami umieszczonymi w drugim termostacie (o temperaturze
wyższej) postępujemy analogicznie, z tym, że w tym przypadku

próby pobieramy co 2 min przez 10 min, a następnie co 5 min. Obie serie
należy prowadzić równolegle.

3. Sposób opracowania wyników:

1. Ze wzoru

α

∞

= -

α

o

(0,44 - 0,005 t) obliczyć kąt a

∞

dla badanych temperatur

inwersji

2. Obliczyć stałe szybkości reakcji (k) za pom

:

ocą równania

2,303

a z nich wartości średnie

i w temperaturze T

1

i T

2

3. Sporządzić wykres zależności:

od czasu. Z nachylenia prostych wyznaczyć dodatkowo (metodą graficzną)
stałe szybkości.

4. Korzystając z równania:

2,303 · ·

·

obliczyć metodą algebraiczną wartość energii aktywacji (E

A

) i z równania:

lg

lg

2,303

·

1

wartość czynnika przedwykładniczego A (do obliczeń użyć stałych szybkości z
punktu 2.).

5. Z równania:

∆

·

obliczyć entalpię aktywacji

∆

, a z równania:

∆

9,15 lg

1

205,92

·

·

entropię aktywacji

∆

6.Wyniki pomiarów i obliczeń zestawić w tabeli:

Kinetyka hydrolizy sacharozy

Czas trwania

inwersji

(s)

α

∞

Stała

szybkości

k

Termostat 1 – temperatura T

1

= K

Termostat 1 – temperatura T

1

= K

·

∆

·

∆

·

·

4. Obliczenia:

5. Wykresy (w załączniku)

6. Wnioski: