Celem mojego ćwiczenia jest wyznaczenie stałej szybkości reakcji sacharozy katalizowanej jonami H+. W tym celu wykonuję moje doświadczenie następująco:
W suchej kolbie miarowej o pojemności 100 ml mieszam roztwory sacharozy i 2n H2SO4 w proporcjach 50ml : 50ml. Jednocześnie włączam lampę sodową, aby rozgrzała się do chwili rozpoczęcia pomiarów. Pobieram od asystenta rurkę polarymetryczną, która jest już z jednej strony zamknięta; uzupełniam ją przygotowanym roztworem, delikatnie nasuwam szkiełko, tak aby nie utworzyły się pęcherzyki i zakręcam rurkę głowicą z drugiej strony. Ze względu na zabezpieczenie przyrządu przed korozją opłukuje rurkę wodą, wycieram i umieszczam w polarymetrze. Ostrość i oświetlenie w przyrządzie jest już ustawione, a więc odczytuje zerowy pomiar kąta skręcenia. Kolejne pomiary kątów skręcenia płaszczyzny polaryzacji odczytuję w odstępach 15-minutowych przez 135 minut od momentu zanotowania pierwszej wartości. Po wykonaniu pierwszego odczytu kolbkę z pozostałym roztworem umieszczam w termostacie o temperaturze 60°C i po okresie 2,5 - 3 godziny odczytuję kąt α∞. Wyniki pomiarów zamieszczam w tabelce:
t [min] |
0 |
15 |
30 |
45 |
60 |
75 |
90 |
105 |
120 |
135 |
αt |
16,50 |
14,50 |
13,10 |
11,40 |
10,00 |
8,60 |
7,20 |
6,20 |
5,00 |
4,05 |
a zanotowana wartość α∞ wynosi -5,1°.
Dla tych danych i α0 - α∞ = 21,6 przeliczam następujące wartości:
t [s] |
αt- α∞ |
y=ln(α0- α∞/ αt- α∞) |
0 |
21,6 |
0,000 |
900 |
19,6 |
0,097 |
1800 |
18,2 |
0,171 |
2700 |
16,5 |
0,269 |
3600 |
15,1 |
0,358 |
4500 |
13,7 |
0,455 |
5400 |
12,3 |
0,563 |
6300 |
11,3 |
0,648 |
7200 |
10,1 |
0,760 |
8100 |
9,15 |
0,859 |
Następnie sporządzam wykres zależności y = kt:
Z wykresu odczytuję stałą szybkości k = 0,000104 [1/s].
Wnioski:
Otrzymana przeze mnie wartość stałej szybkości wynosi k = 0,000104 [1/s]. Doświadczenie moje przeprowadzałem starannie: bardzo dokładnie odczytywałem wartości przy pomocy noniusza na obwodzie koła pionowego lampy sodowej, zachowywałem dokładnie 15-minutowe odstępy między pomiarami; chyba jedynym powodem ewentualnej niedokładności może być fakt, że temperatura, w której termostatowana była reszta mieszaniny sacharozy i 2n kwasu siarkowego(VI) nie osiągnęła zakładanej temperatury 60°C, co mogło wpłynąć na odczytaną wartość kąta α∞, a w efekcie na całość przeprowadzonych obliczeń.