CCF20131104006

2. CZĘŚĆ DOŚWIADCZALNA

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie stałej szybkości reakcji inwersji sacharozy w obecności kwasu. Przebieg reakcji inwersji możemy śledzić badając skręcenie płaszczyzny polaryzacji. Jeżeli oto oznacza kąt skręcenia na początku reakcji (w czasie t=0), zaś a* oznacza maksymalny kąt skręcenia (w chwili, gdy inwersja została ukończona, t=oó), to stężenie początkowe cukru a będzie proporcjonalne do całkowitej zmiany kąta skręcenia: a~ao-aoo. Rozumując analogicznie stwierdzamy, że stężenie cukru niezinwertowanego a-x po czasie t, będące różnicą między początkowym stężeniem cukru a oraz stężeniem cukru zinwertowanego x, będzie proporcjonalne do a_t - a* , gdzie a_t oznacza kąt skręcenia po czasie t. Podstawiając te wielkości do wyrażenia na stałą szybkości reakcji I rzędu, otrzymamy:

.    2,303, a 2,303, o(₀-a_a

k =---log------------=-log -

t a - x t a_x -

Jak widać, do wyznaczenia stałej szybkości reakcji inwersji należy, oprócz pomiarów kąta skręcenia a_t po czasie t, wykonać pomiary oto oraz a_x . .Ponieważ pomiar kąta skręcenia eto dokładnie w momencie zmieszania cukru kwasem jest praktycznie niemożliwy, to należy przygotować roztwór cukru w wodzie o stężeniu dokładnie takim samym jak na początku reakcji inwersji, a zmierzony kąt skręcenia dla takiego roztworu należy przyjąć za oto • Reakcja inwersji jest praktycznie ukończona po czasie 48-72 godz. Wykonanie pomiarów kąta skręcenia po takim czasie na ćwiczeniach nie jest możliwe ze względów organizacyjnych, dlatego wartość kąta skręcenia po ukończeniu inwersji a_x należy obliczyć wg empirycznego wzoru:

cc*, = -0,758 a₀

Wykonanie ćwiczenia:

Przed ćwiczeniem należy włączyć termostat i nastawić wskazaną przez asystenta temperaturę w jakiej będzie przebiegała reakcja. Do pobrania analizy (dwóch 20 ml porcji kwasu) wystawić dwie czyste i suche kolby Erlenmayera 50 ml. Trzy rurki polarymetryczne (oraz ich zakrętki i uszczelki) umyć i osuszyć. Przygotować roztwór cukru o stężeniu C: odważyć na wadze technicznej 20 g cukru i rozpuścić go w wodzie destylowanej w kolbie miarowej 100 ml, uzupełniając wodę do kreski. Po otrzymaniu od asystenta dwóch porcji kwasu umieścić je w termostacie razem z roztworem cukru na 20 min., celem wyrównania temperatury roztworów. Po ukończeniu termostatowania do obu kolb z kwasem wlać po 20 ml roztworu cukru, wymieszać i przelać zawartość każdej kolby do oddzielnej rurki polarymetrycznej.

-7-