Sprawozdanie z ćwiczenia nr 20.

SACHARYMETRIA

Temat ćwiczenia: Wyznaczanie stałej szybkości inwersji cukru.

1. WSTĘP.

Kinetyka zajmuje się zmiennością w czasie układów chemicznych. Badania

Kinetyczne dostarczają informacji o przebiegu reakcji chemicznych oraz stanowią podstawę technologicznego projektowania reaktorów.

Wyniki pomiarów kinetycznych opisujemy równaniami, które w większości przypadków wyrażają zależność szybkości reakcji r od stężeń reagentów i od temperatury.

Według Boudarta celem podstawowych badań kinetycznych jest:

• ustalenie schematu reakcji;

• zaproponowanie sekwencji aktów elementarnych;

• wyjaśnienie przebiegu aktu elementarnego

2. WYKONANIE POMIARÓW

Aby wyznaczyć stałą inwersji sacharozy należy sporządzić 20% roztwór cukru. W

tym celu należy rozpuścić 12,5 g cukru w 50 cm³ wody i uzupełnić do kreski 3n roztworem kwasu solnego. Zanotować czas dodania kwasu - będzie to wielkość t₀ wykorzystywana w obliczeniach. Dokładnie wymieszać roztwór, niezwłocznie przenieść do rurki polarymetrycznej i rozpocząć pomiary kąta skręcenia notując czas pomiaru. W pierwszym etapie (przez pierwsze 30 minut) odczyt dokonywać co 5 minut, w drugim (przez drugie 30 minut) co 10 minut w temperaturze otoczenia.

Po dokonaniu pomiarów należy podnieść temperaturę układu do 40⁰C i utrzymywać ją na tym poziomie przez około 30 minut. Po tym czasie należy ponownie ustawić temperaturę otoczenia i po 15 minutach od momentu ustalenia się temperatury odczytać wartość kąta dla czasu t.

3. OPRACOWANIE WYNIKÓW

Nr pom.	Czas [min]	Kąt skręc. [^0C]		y= -ln	t^2	yt
1	5	9,9	13,8	-2,6247	25	-13,1235
2	5	8,1	12,0	-2,4849	25	-12,4245
3	5	6,4	10,3	-2,3321	25	-11,6605
4	5	4,9	8,8	-2,1748	25	-10,8740
5	5	3,6	7,5	-2,0149	25	-10,0745
6	5	2,5	6,4	-1,8563	25	-9,2815
7	10	0,7	4,6	-1,5261	100	-15,2610
8	10	-0,6	3,3	-1,1939	100	-11,9390
9	10	-1,7	2,2	-0,7885	100	-7,8850
10		-3,9
Suma	60			-16,9962	450	-102,5235

Graficzna metoda wyznaczania stałej szybkości k wiedząc, że jest ona równa współczynnikowi kierunkowemu funkcji:

y = bx + a b = k

y₁ = -2,6247 x₁ = 9,9

y₂ = -0,7885 x₂ = -1,7

a = y₁ - bx₁

a = -2,6247 + 0,1583 ∙ 9,9 = -1,0575

k = -0,1583

Wyznaczenie stałej szybkości reakcji k metodą najmniejszych kwadratów:

suma yt = -102,5235

suma y = -16,9962

suma t₁ = 60 t₁² = 60² = 3600

suma t₂ = 450

Określenie skręcalności roztworu w momencie zmieszania roztworów:

y = kx - a

x = -a/k = -(-3,3265)/0,2157 = 15,4219

Określenie czasu, w którym przereaguje połowa substratów:

T_0,5 = ln 2/k = ln 2/0,2157 = 3,2135

Połowa substratów przereaguje w ponad 3 minuty

4. WYKRES ZALEŻNOŚCI

Opracowali:

Olszewski Bartłomiej

Michalski Maciej

Rok II grupa II

---