Физическая химия. Часть II. Кинетика и катализ. Буланова А.В. - 18 стр.

UptoLike

Составители: 

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
Работа 1
Изучение скорости инверсии тростникового сахара
Цель работы: изучить кинетику инверсии тростникового сахара в
растворе оптическим методом и определить среднюю константу скорости
и порядок реакции.
Химическая реакция представляет собой гидролитическое расщепле-
ние сахарозы С
12
Н
22
О
11
на два оптических изомераглюкозу и фруктозу:
С
12
Н
22
О
11
+ Н
2
О = С
6
Н
12
О
6
+ С
6
Н
12
О
6
Эта реакция практически необратима и имеет истинный второй поря-
док. Поскольку она протекает в водном растворе, где молярная концентра-
ция воды значительно больше молярной концентрации сахара, то убылью
Н
2
О в ходе реакции можно пренебречь. Поэтому скорость инверсии зави-
сит только от концентрации сахара и реакция протекает по типу псевдо-
первого порядка:
12 22 11
CHO
dc
kC
dt
−=
,
а константа скорости может быть рассчитана
по уравнению:
1
ln
o
ox
C
k
tCC
=
(время
-1
). (1)
Здесь С
о
концентрация сахара в исходном растворе; C
x
концен-
трация сахара, прореагировавшего за время t; tвремя от начала реакции
до момента измерения; (С
о
–C
x
) – концентрация сахара в данный момент
времени.
Как видно из уравнения (1), константа скорости первого порядка не
зависит от способа выражения концентрации, поэтому в уравнении вместо
концентраций можно подставить любые пропорциональные им величины
(оптическую плотность, электропроводность и т. д.).
Поскольку скорость инверсии сахара в нейтральной среде очень мала,
реакцию проводят в присутствии катализатора, ионов водорода, которые
ускоряют реакцию и делают ее доступной для наблюдения. Скорость ин-
версии пропорциональна концентрации ионов водорода в растворе.
Тростниковый сахар и продукты его расщепления принадлежат к чис-
лу оптически активных веществ, способных изменять положение плоско-
18