дз. 5fan_ru_Определение константы скорости инверсии тростникового са. Лабораторная работа Определение константы скорости инверсии тростникового сахара (сахарозы)

• Название: Лабораторная работа Определение константы скорости инверсии тростникового сахара (сахарозы)
• Дата: 05.03.2021
• Размер: 185.5 Kb.
• Имя файла: 5fan_ru_Определение константы скорости инверсии тростникового са.doc
• Тип: Лабораторная работа; #182158

Лабораторная работа:

«Определение константы скорости инверсии тростникового сахара (сахарозы)»

Цель работы: Ознакомиться с оптическим методом изучения кинетики реакции; определить порядок реакции по сахару и катализатору; определить средние константы скорости при заданной температуре; определить энергию активации реакции.

Выполнение работы.

С₁₂Н₂₂О₁₂+Н₂О→С₆Н₁₂О₆+ С₆Н₁₂О₆

Данная реакция является на практике реакцией 1^го порядка. Это объясняется тем: второй реагент вода находится в таком количестве, что концентрация воды меняется незначительно. Благодаря этому, изменением концентрации воды можно пренебречь.

Задание1.

Температура опыта: 18°С

Начальная концентрация кислоты С°_кисл = 4н

Начальная концентрация сахарозы С°_{сахароза}= 0,378М ,ω = 12%.

Время проведения опыта τ = 45 мин 30 сек.

1. 
   Для определения α_∞ на водяную баню была помещена колба с раствором 15мл сахарозы и 15 мл 4н кислотыHCl. В течение 47 мин. раствор находился на бане при температуре около 50-67°С. По истечении этого времени установлено, что α_∞= -1,78.
   
2. 
   Измерения для приготовленного раствора.
   

Таблица 1,

Результаты измерения

№	t, сек	1/t,сек-1	αt	αt- α∞	lg(αt- α∞)	K*104, сек-1	ΔК*105, сек-1
1	406	0,002463	4,62	6,40	0,81	6,46	5,62
2	570	0,001754	4,20	5,98	0,78	5,79	-1,1
3	590	0,001695	4,00	5,78	0,76	6,17	2,74
4	720	0,001389	3,62	5,40	0,73	6	1,03
5	926	0,00108	3,02	4,80	0,68	5,94	0,398
6	1095	0,000913	2,66	4,44	0,65	5,74	-1,6
7	1260	0,000794	2,23	4,01	0,603	5,79	-1,1
8	1483	0,000674	1,72	3,50	0,544	5,84	-0,61
9	1715	0,000583	1,40	3,18	0,502	5,61	-2,9
10	1950	0,000513	0,96	2,74	0,44	5,7	-2
11	2230	0,000448	0,56	2,34	0,37	5,69	-2,1
12	2490	0,000402	0,12	1,90	0,28	5,93	0,308
13	2730	0,000366	-0,18	1,60	0,204	6,04	1,39

К_сред= 5,9*10^-4сек^-1

График 1,

Зависимость lg(α_t- α_∞) = f(t).


Экстраполируя полученную прямую (График 1) до t = 0 получаем, что α₀=6,54. Учитывая это значение и полученное значение α_∞, воспользуемся формулой (1) для расчета константы скорости реакции:



Задание2.

Температура опыта: 28°С

Начальная концентрация кислоты С°_кисл = 4н

Начальная концентрация сахарозы С°_{сахароза}= 0,378М ,ω = 12%.

Время проведения опыта τ = 46 мин 40 сек.

α_∞= -1,89

Таблица 2,

Результаты измерений.

№	t, сек	1/t,сек-1	αt	αt- α∞	lg(αt- α∞)	K*103, сек-1	ΔК*104, сек-1
1	300	0,00333	4,36	6,25	0,79588	1,15	1,00
2	680	0,001471	3,61	5,5	0,740363	1,031	-0,1896
3	815	0,001227	3,24	5,13	0,710117	1,099	0,487
4	921	0,001086	2,78	4,67	0,669317	1,069	0,184
5	1095	0,000913	2,19	4,08	0,61066	1,057	0,71
6	1260	0,00794	1,89	3,78	0,5775	1,021	-0,294
7	1523	0,000657	1,2	3,09	0,48996	1,031	-0,191
8	1820	0,000549	0,9	2,79	0,4457	1,039	-0,11
9	2031	0,000492	0,67	2,56	0,408	0,998	-0,52
10	2156	0,000464	0,51	2,4	0,38	1,014	-0,364
11	2230	0,000448	0,2	2,09	0,32	1,013	-0,377
12	2490	0,000402	0,02	1,91	0,281	1,056	-0,0548
13	2800	0,000357	-0,23	1,66	0,220	1,075	0,247

К_сред= 1,05*10^-3сек^-1

График 2

Зависимость lg(α_t- α_∞) = f(t).



Экстраполируя полученную прямую (График 1) до t = 0 получаем, что α₀=6,80. Учитывая это значение и полученное значение α_∞, воспользуемся формулой (1) для расчета константы скорости реакции.

Задание3. Вычисления энергии активации и температурного коэффициента.


По уравнению (2) получаем, что γ=1,7.

Задание 4. Вычисление энергии активации



Подставляя полученные значения в уравнение (3), получим значение Е_а= 38637,78 Дж/моль.