- •1. Основи термодинаміки. Однокомпонентні системи.
- •Робота № 1/1. Визначення теплоємності речовин.
- •Робота № 1/2. Визначення тиску насиченої пари індивідуальної рідини динамічним методом
- •2. Гомогенні багатокомпонентні системи. Розчини
- •Робота № 2/1. Визначення молекулярної маси розчиненої речовини кріоскопічним методом
- •Робота № 2/2. Визначення парціальних мольних об'ємів
- •Робота № 2/3. Визначення коефіцієнта розподілу оцтової кислоти між водною та органічною фазами
- •Робота № 2/4. Визначення активностей йоду методом розподілу
- •Робота № 2/5. Визначення термодинамічної активності компонентів розчину кріоскопічним методом
- •3. Фазові рівноваги в багатокомпонентних системах
- •Робота № 3/1. Дослідження рівноваги рідина - рідина в двокомпонентній системі з обмеженою розчинністю рідин
- •Робота № 3/2. Вивчення рівноваги рідина - пара у двокомпонентних системах з необмеженою розчинністю компонентів у рідкому стані
- •Робота № 3/3. Вивчення кристалізації бінарних сумішей
- •Робота № 3/4. Дослідження рівноваги рідина - рідина в трикомпонентній системі з однією областю розшарування
- •4. Хімічна рівновага та термохімія
- •Робота № 4/1. Визначення теплоти гідратації СиSо4
- •Робота № 4/2. Визначення теплоти нейтралізації калориметричним методом
- •Робота № 4/3. Визначення теплоти реакції окиснення.
- •Робота № 4/4. Дослідження рівноваги хімічної реакції.
- •Робота № 4/5. Дослідження хімічної рівноваги в реакції термічного розкладу карбонату кальцію
- •Робота № 4/6. Дослідження рівноваги хімічної реакції у рідкій фазі
- •5. Статистична термодинаміка
- •Завдання № 5/1. Виведення формул зв'язку між сумами за станами та основними термодинамічними функціями ідеального газу
- •Завдання № 5/2. Розрахунок молекулярної суми за станами q
- •Завдання № 5/3. Розрахунок термодинамічних функцій ідеального газу статистичним методом
- •Завдання № 5/4. Розрахунок констант хімічної рівноваги статистичним методом
- •6. Основи хімічної кінетики
- •Робота № 6/1. Визначення константи швидкості оксидації водного розчину органічної речовини пероксидом водню
- •Робота № 6/2. Вивчення кінетики інверсії цукру
- •7. Кінетика реакцій в гомогенних системах
- •Робота № 7/1. Визначити константу швидкості реакції гідратації оцтового ангідриду
- •Робота № 7/2. Вивчення швидкості реакції йодування ацетону
- •Робота № 7/3. Встановлення кінетичних параметрів реакції мутаротації глюкози
- •8. Фізико-хімія поверхневих явищ
- •Робота № 8/1. Визначення питомої поверхні твердого тіла за адсорбцією з розчину
- •9. Каталіз
- •Робота № 9/1. Дослідження швидкості реакції розкладу пероксиду водню
- •Робота № 9/2. Вивчення кінетики омилення складних ефірів у присутності іонів гідроксилу
- •Робота № 9/3. Вивчення кінетики омилення складних ефірів у присутності іонів водню
- •10. Електрохімія. Електроліти
- •Робота № 10/1. Визначення ступеня та константи дисоціації слабкого електроліту методом вимірювання електропровідності розчинів.
- •Робота № 10/2. Визначення розчинності та добутку розчинності важкорозчинної солі методом вимірювання електропровідності
- •Робота № 10/3. Визначення чисел переносу іонів у розчинах електролітів
- •11. Термодинаміка та кінетика електрохімічних процесів
- •Робота № 11/1. Визначення електрорушійних сил (ерс) гальванічних елементів і електродних потенціалів
- •Робота № 11/2. Електрорушійні сили концентраційних елементів
- •Робота № 11/3. Визначення стандартного окисно-відновного потенціалу
- •Робота № 11/4. Визначення коефіцієнта активності електроліту методом вимірювання ерс
- •Робота № 11/5. Визначення термодинамічних характеристик реакцій в гальванічних елементах
- •Робота № 11/6. Напруга розкладу електролітів
- •Робота № 11/7. Зарядка та розрядка акумуляторів
- •Робота № 11/8. Визначення рН розчинів та потенціометричне титрування.
- •Список літератури
Робота № 6/2. Вивчення кінетики інверсії цукру
Мета роботи. Визначити константу швидкості реакції 1-го порядку.
Методика роботи. Швидкість гомогенної реакції можна визначити як
(1)
де С - концентрація вихідних речовин. Також
, (2)
де С1, С2 - концентрації реагуючих речовин; n1, n2 - порядки реакції, відповідно, за речовиною "1" і "2"; k - константа швидкості реакції.
При реакції гідролізу цукру (І) утворюються глюкоза (II) та фруктоза (III):
.
І II III
Усі три речовини мають асиметричний атом вуглецю, і тому вони є оптично активними. Водний розчин цукру обертає площину поляризації світла, що проходить, праворуч, а розчин продуктів - ліворуч. За час проходження реакції праве обертання змінюється лівим. Тому цю реакцію називають реакцією інверсії.
Для вивчення швидкості інверсії цукру беруть 10-20%-ний розчин. Під час реакції концентрація води змінюється дуже мало, що надає можливість вважати її сталою. Тому ця реакція йде за першим порядком. Якщо порядок реакції зменшується за рахунок надлишку одного з реагентів, то це вважають псевдопорядком реакції.
Гідроліз цукру не йде у нейтральному водному середовищі, його прискорюють сильні кислоти, такі як соляна.
Константу швидкості реакції розраховують за рівнянням
, (3)
де - час; С0 - початкова концентрація; С - концентрація на даний час.
Кут обертання площини поляризації зв'язаний з концентраціею С та товщиною шару L розчину рівнянням
. (4)
Знаки (+) та (-) відповідають правому і лівому обертанню. У цукру , у глюкози , у фруктози . Кути обертання оптично активних речовин - це алгебраїчна сума кутів обертання окремих речовин (властивість адитивності кутів обертання суміші). Кут обертання розчину визначається за допомогою поляриметра.
Порядок роботи. Готують 20 мл 20%-ного розчину цукру. Об'єм розчину в два-три рази більший за об'єм поляриметричної трубки.
Додають 20 мл 3 н НС1 та записують час - це є початком реакції.
Чисту поляриметричну трубку наповнюють розчином, який вивчається. Для цього заповнюють її так, щоб утворився випуклий меніск. Потім насувають сухе покривне скло та нагвинчують притискуючу обійму так, щоб не було бульбашок повітря.
Проводять вимірювання кута обертання через 5, 10, 15, 20, 25 хв і так до 1,5 год від початку реакції.
Обробка результатів. У силу адитивності кута обертання початкова концентрація є пропорційною (0 - ), де 0 - початковий кут обертання; - кінцевий, який дорівнює -12,8°.
Концентрація у кожний момент часу є пропорційною ( - ), де - кут обертання на момент часу .
Тому для розрахунків константи швидкості інверсії цукру слід використовувати рівняння
. (5)
Оскільки заміряти початковий кут обертання (0) дуже важко, то будують залежність , і із значення логарифма за визначають ln(0 - )
Дані оформляють у вигляді таблиці.
, с |
, град |
( - ), град |
ln( - ) |
k, с |
|
|
|
|
|
Література: [24. с. 322-360; 21, с. 217-242, 248-252; 22, с. 319-350).