ćwiczenie B-2.7 - Zakład Chemii Fizycznej

B–2.7
KINETYKA REAKCJI INWERSJI SACHAROZY
Cel ćwiczenia: Wyznaczanie stałej szybkości i rzędu reakcji inwersji sacharozy metodą
polarymetryczną.
Zagadnienia: Aktywność optyczna, prawo Biota, skręcalność właściwa; polarymetria,
polarymetry; światło spolaryzowane; rząd reakcji, cząsteczkowość reakcji;
wpływ temperatury na szybkość reakcji; hydroliza sacharozy.
Sprzęt:
Odczynniki:
polarymetr, łaźnia wodna, termometr,
sacharoza, 2 M HCl,
kolby miarowe 50 cm3 - 2szt.,
glukoza, cukier spożywczy
naczyńko wagowe, zlewka 150 cm3
kolba stożkowa ze szlifem – 50 cm3
Wykonanie ćwiczenia:
1. Przygotować 20% roztwór sacharozy rozpuszczając naważkę 10g sacharozy w kolbie
miarowej o pojemności 50 cm3. Drugą kolbę o pojemności 50 cm3 napełnić roztworem
HCl o stężeniu wskazanym przez prowadzącego:
a) 2 M HCl
b) 1,5 M HCl
c) 1 M HCl
2. Napełnić rurkę polarymetryczną wodą destylowaną i zmierzyć kąt skręcania płaszczyzny
polaryzacji światła. Jest to punkt odniesienia - "zero".
3. Wymieszać przygotowane w pkt. 1 roztwory. Czas zmieszania roztworów przyjąć za
początek reakcji.
4. Napełnić tak przygotowaną mieszaniną reakcyjną rurkę polarymetryczną i zmierzyć kąt
skręcenia płaszczyzny polaryzacji światła po 5, 10, 15, 20, 30, 50, 75, 100 i 120 minutach
licząc od początku reakcji (patrz pkt.3)
5. Pozostałą po napełnieniu rurki polarymetrycznej resztę mieszaniny reakcyjnej ogrzewać
na łaźni wodnej w kolbce stożkowej zamkniętej szczelnie korkiem. Ogrzewanie roztworu
prowadzić w temperaturze 50°C przez minimum 2.5 godziny. Przyjmuje się, że w tych
warunkach reakcja zaszła do końca, można zatem po oziębieniu do temperatury pokojowej
wyznaczyć α∞.
1
UWAGA! Nie wolno przegrzać mieszaniny reakcyjnej powyżej 70°C, gdyż wówczas jest
możliwy rozkład cukru.
7. Wyznaczyć α0 mierząc kąt skręcenia płaszczyzny polaryzacji światła 10% roztworu
sacharozy.
UWAGA! Przy każdej zmianie roztworu należy starannie umyć rurkę polarymetryczną .
Opracowanie wyników:
1. Wyznaczyć stalą szybkości badanej reakcji (metodą podstawienia i najmniejszych
kwadratów). Obliczyć błąd stałej szybkości.
2. Wyznaczyć skręcalność właściwą sacharozy. Porównać uzyskany z wartością literaturową.
3. Oszacować zmianę stałej szybkości reakcji przy zmianie temperatury o 1 K, przyjmując iż
energia aktywacji Ea = 20 kcal/mol.
4. Przeprowadzić analizę uzyskanych rezultatów.
Literatura
1. L.Sobczyk, A.Kisza, K.Gatner, A.Koll, Eksperymentalna chemia fizyczna, PWN,
Warszawa 1982.
2. L.Komorowski, A.Olszowski, Chemia Fizyczna, tom 4, Laboratorium Fizykochemiczne,
PWN, Warszawa 2013.
3. J.Woźnicka, H.Piekarski, Ćwiczenia laboratoryjne z chemii fizycznej, Wydawnictwo
Uniwersytetu Łódzkiego, Łódź 2007.
2