рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Теоретичні відомості

Теоретичні відомості - раздел Химия, З дисципліни Фізична хімія При Реакції Гідролізу Цукру(I) Утвориться Глюкоза(Ii) І Фруктоза (Iii): ...

При реакції гідролізу цукру(I) утвориться глюкоза(II) і фруктоза (III):

С12Н22О11 + Н2О → С6Н12О6 + С6Н12О6

(I) (II) (III)

Всі три речовини володіють асиметричним атомом вуглецю й оптично - активні. Водяний розчин цукру обертає площину поляризації минаючого світла вправо, розчин продуктів реакції - уліво. Під час плину реакції праве обертання змінюється лівим, тому її називають інверсією (обертанням). Ця реакція практично необоротна й бімолекулярна. Оскільки інверсія протікає у водному розчині, де молярна концентрація води значно більше молярної концентрації сахарози, то збиток води за рахунок реакції мала в порівнянні із загальною кількістю води в системі, і зміст її навіть у порівняно концентрованих розчинах можна вважати постійним. Оскільки швидкість інверсії залежить тільки від концентрації сахарози, то ця реакція протікає по першому порядку.

Гідроліз цукру в нейтральному водному розчині практично не йде: його прискорюють, додаючи каталізатор - сильну кислоту.

Константу швидкості реакції обчислюють із рівняння (7.8), а для вираження відношення концентрацій у ньому користуються властивістю оптичної активності розчину.

При пропущенні поляризованого світла (тобто світла, у якому коливання проходять у певній площині) крізь розчин оптично активної речовини площина поляризації повертається. Кут обертання площини поляризації (коротко - кут обертання α ) пов'язаний з концентрацією С та товщиною шару розчину співвідношенням

═ ± ас

Величина апри С = 1 г/мл і =1 дмназивається питомим обертанням. Знаки "+" і "−" відповідають правому й лівому обертанню. У цукру а = + 66,55º, у глюкози а = + 62,56º, у фруктози а = − 91,9˚.

Кут обертання суміші оптично активних речовин являє собою алгебраїчну суму кутів обертання окремих речовин (властивість адитивності кута обертання суміші).

Кут обертання даного розчину визначають поляриметром, істотними частинами якого (рис.7.1) є поляризатори 3, 4 і аналізатор 6. Поляризатором і аналізатором служать призми Ніколя, які найкраще пропускають світло, поляризований у площині, перпендикулярної до площини головного перетину

1 2 3 4 5 7 6 8

Рис.7.1

 

Якщо головні перетини в призмах поляризатора й аналізатора встановлені паралельно, то світло, поляризоване поляризатором, пройде через аналізатор. Якщо головні перетини перпендикулярні /призми схрещені/, то світло загаситься аналізатором. При інших взаємних розташуваннях головних перетинів інтенсивність світла міняється від нуля до максимуму. Поляризатор складається з двох призм Ніколя. Одна з них 3 показує все поле зору, спостережуване через окуляр 8, а друга - його половину. Головний перетин цієї призми встановлено під малим кутом по відношенню до головного перетину великої призми. Призма аналізатора може обертатися навколо оптичної осі приладу. При її обертанні змінюється освітленість поля зору.

При установці головного перетину призми аналізатора перпендикулярно до головного перетину великої призми поляризатора половина поля, що відповідає схрещеним призмам, стає темною, тому що наявність малої призми перешкоджає схрещуванню. Якщо обертати аналізатор до затемнення протилежної сторони поля, то світиться перша половина. Можна домогтися й проміжної однакової освітленості всього поля. Тоді установку вважають нульовою: невеликий поворот аналізатора в ту або іншу сторону утворить у полі зору півтінь (звідси й назва поляриметра цього типу – напівтіньовий).

Якщо після установки нульового положення помістити між поляризатором і аналізатором трубку 5 з розчином оптично активної речовини, повертаючим кут α, то з'явиться півтінь. Щоб повернутися до нульового положення, варто повернути аналізатор на той самий кут α, відлічуваний ноніусом з точністю до 0,1˚ на шкалі 7, що пересувається при обертанні аналізатора. Джерело світла повинно бути монохроматичним. При користуванні білим світлом використовують світлофільтр 2, звичайна складова частина поляриметра.

Існують інші типи поляриметрів: у них поле зору складається із трьох (застосований поляриметр у даній роботі) або двох концентричних частин. Устрій цих поляриметрів принципово не відрізняється від описаного.

 

Послідовність виконання роботи

Приготувати 20%-й розчин цукру. Для цього на технічних вагах відважити 10 г цукру, помістивши його в мірну колбу місткістю 50 мл, довести її обсяг до мітки водою. Якщо розчин мутний його потрібно отфільтрувать. Потім піпеткою відібрати в плоскодонну колбу 25 мл 4н. розчину HCl. Колбу занурити в термостат при 40ºC на 3-3,5 години.

Підготовка до роботи поляриметра

1). Знайти нульове положення аналізатора. Необхідна різкість зображення досягається висуванням окуляра й установкою джерела світла на відповідній висоті й відстані від поляризатора. Відлік по шкалі ведуть за допомогою ноніуса. Якщо при однаковій освітленості поля нуль шкали не збігається з нулем ноніуса, то різниця, тобто відлік по шкалі, у цьому випадку являє собою інструментальне виправлення αn. Знак виправлення вважають позитивним, якщо нуль ноніуса розташований у позитивному напрямку від нуля шкали. Дійсні кути обертання знаходять відніманням інструментального виправлення (з її знаком) з отриманих значень.

2). Для швидкого заповнення трубки без пухирців повітря, попередньо варто навчитися заповнювати її водою: трубку, тримаючи вертикально, заповнюють так, щоб утворився опуклий меніск, потім обережно збоку насувають покривне скло й нагвинчують притискну гайку. Наповнену трубку обтирають зовні фільтрувальним папером, звернувши особливу увагу на чистоту, сухість і прозорість стінок, що закривають кінці трубки, і поміщають у жолобок поляриметра в крайнє положення, найближче до окуляра.

До 25 мл розчину цукру, що залишились додають 25 мл розчину кислоти заданої концентрації 4н. Момент зливання кислоти з розчином цукру відзначити (з точністю до 1 хв) як момент початку реакції. Суміш негайно ретельно перемішують і швидко вливають у добре вимиту поляриметричну трубку, попередньо ополіснувши її невеликою кількістю досліджуваного розчину. При наповненні трубки потрібно стежити за тим, щоб у неї не потрапило повітря, тому що пухирці повітря викликають у полі зору появу темних плям.

Враховувати значення варто тільки після одержання чіткого зображення шкали й поля зору при обертанні відповідної муфти на зоровій трубці поляриметра.

Кут обертання визначається по напівтіньовому положенню поляриметра через різні проміжки часу від початку реакції. Чим більше концентрація каталізатора (кислоти), тим частіше варто відраховувати кути обертання, постійно збільшуючи проміжки часу зняття показників. Наприклад, з каталізатором 4н розчину HCl варто виконати 2-3 виміра через 3хв, 1-2 виміра через 5хв, 1-2 виміра через 10хв і т.д. Усього варто зробити 10-12 визначень, при цьому записати показання шкали приладу й відповідний йому час за годинником (всі визначення варто проводити по можливості швидко).

Після всіх вимірів варто визначити кут , що відповідає кінцю реакції розчину, що перебуває в термостаті, попередньо остудивши його до кімнатної температури.

Оскільки кислота руйнує металеву оправу поляриметричної трубки, необхідно негайно ж після закінчення досліду трубку промити ретельно дистильованою водою й висушити.

Отриманий у такий спосіб граничний кут (кінцевий) кут обертання буде негативним, тому що в розчині перебувають глюкоза й фруктоза, що викликають ліве обертання. Усякий проміжний кут обертання визначається тим, що в розчині містяться всі три речовини.

Припустимо, що в момент t1 залишилася непроінвертованой частка цукру y1. Кут обертання визначається цією часткою й дорівнює α0 y1. З іншого боку, частка продуктів інверсії становить

1 - y1. Наприкінці реакції кут обертання цих продуктів був би дорівнює , а в момент t1 він дорівнює (1 - y1).

За властивістю адитивності кут обертання в момент t1 дорівнює:

α1= α0 y1+(1 - y1), звідки y1=.

Аналогічно в момент t2: y2=.

Очевидно, концентрація непроінвертованного цукру в момент t1 і t2 дорівнює сy1 і сy2. Тому на підставі рівняння (7.8)

Якщо покласти α1= α0 при t1= 0 і α2 = αt при t2= t1,то

(7.18)

Формулою (7.18) варто користуватися для розрахунку k. Всі кути вводять із інструментальним виправленням у випадку, коли вона перевищує 0,2º. Результати спостережень звести в таблицю 7.3.

 

Температура досвіду, ºC _____________

Інструментальне виправлення α n_______________

Початковий кут обертання α0 ________________

Момент змішування _______год________хв

Концентрація HCl _____________

Таблиця 7.3

№ вимірювання Час астрономічний Час від початку реакції t,хв Знайдений кут, Кут αt з урахуванням похибки lg() k kcp
               
               
               
               
               
               
               
               

 

За результатами досвіду обчислити константу швидкості реакції при даній температурі для кожного моменту, крім t = 0 і t = . Кут α0, що відповідає моменту початку реакції, практично визначити не вдається, тому що від початку реакції до першого виміру проходить значний час, тому α0 визначається екстраполяцією. На міліметровому папері побудувати графік у координатах lg() – t (рис 7.2) і екстраполяцією отриманої лінії до t = 0 визначити lg(), а потім розрахувати α0.

t, хв.

Рис.7.2. Графік зміни швидкості реакції в часі, lg() = f(t).

 

Обчислити константу швидкості реакції при даній температурі для кожного моменту часу й розрахувати kcp ; обчислити, за який час інверсія пройде на 50%.

Побудувати графік lg() = f(t), що характеризує зміну швидкості реакції в часі.

 

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

З дисципліни Фізична хімія

Херсонський національний технічний університет.. Кафедра фізичної та неорганічної хімії.. Реєстр..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Теоретичні відомості

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Передмова
Фізична хімія – наука, що пояснює і встановлює закономірності хімічних явищ на основі загальних принципів фізики та хімії. Вона охоплює всі питання теорії хімічних процесів і розглядає вплив фізичн

Складання таблиць
Всі вимірювання містять щонайменше дві змінні, одну з яких обирають як незалежну (у дослідах її задають як аргумент х), а інші (інша) є залежними (функції

Оцтоетилового етеру в кислому середовищі при 25°С
t, c Vt, см3 лугу V¥ - Vt, см3 t – t0, c k·10

Густина розчинів фосфорної кислоти у воді при 20 °С.
Концентрація Н3Р04, %          

Побудова графіків
Графічне зображення експериментальних і розрахункових даних полегшує порівняння величин, дозволяє легко знайти характер зміни величин — наяв­ність екстремальних точок чи точок перегину, періодичніс

Проведення кривої через нанесені точки.
І. Звичайно крива, що виражає залежність у = f(x) повинна бути плавною. Однак, можливі і стрибки, внаслідок порушення безперервності. II. Крива повинна проходити як

Теплоти розчинення і розведення.
Інтегральною теплотою розчинення DНт(розч) називають кількість теплоти, що виділяється чи поглинається при розчиненні 1моля речовини у визначеному великому об'ємі ро

Визначення істинної зміни температури в калориметрі при термохімічному процесі.
Для вимірювання температури користуються термометром Бекмана. При роботі з калориметром спостерігаються часткові втрати тепла в навколишнє середовище, що викривляє вимірювану різницю температур поч

Завдання.
1. Визначити зміну температури в калориметрі в результаті розчинення певної наважки KCl. 2. Обчислити моляльну концентрацію розчину і за табличними даними визначити кількість теплоти, що в

КУПРУМ (II) СУЛЬФАТУ
  Завдання: 1. Визначити інтегральну теплоту розчинення безводної солі та кристалогідрату і по різниці обчислити теплоту утворення кристалогідрату.

ВИЗНАЧЕННЯ ТЕПЛОТИ НЕЙТРАЛІЗАЦІЇ СИЛЬНОЇ КИСЛОТИ СИЛЬНОЮ ОСНОВОЮ У ВОДІ
  Завдання: 1. Визначити теплову сталу калориметра. 2. Визначити теплоту розведення концентрованої сильної кислоти. 3. Визначити теплоту не

Контрольні питання
1. Чому теплові ефекти реакцій, що протікають при постійних об'ємі та тиску, є функціями стану системи? 2. Що таке теплоти утворення, нейтралізації, розчинення, розведення? 3. Як

Рефрактометрія
  2.I. Поляризація молекул Усі молекули можуть бути розділені на два типи: неполярні й полярні (з несиметричним і симетричним розподілом зарядів). Полярну молекулу називають

І ВСТАНОВЛЕННЯ ЙОГО СТРУКТУРИ
Ціль роботи: визначення рефракції розчиненої речовини за питомою рефракцією розчину, розчинника й відсотковому вмісту розчину, а також установлення його ймовірної структури, використовуючи в

ХІМІЧНА РІВНОВАГА
  Хімічні реакції поділяються на гомогенні і гетерогенні. Хімічна реакція, що протікає в межах однієї фази, називається гомогенною. До гомогенних реак­цій відн

Послідовність виконання роботи
Взяти вісім сухих колб із притертими пробками місткістю 100 мл. Пронумерува­вши колби, налити в них наступні кількості розчинів точної концентрації (табл. 3.1): Таблиця 3.1.

Розрахунок рівноважних концентрацій речовин
Рівноважна концентрація йоду: де - молярність розчину тіосульфат

Експерементальні данні
Номер колби Температура досліду Номер проби Час відбору проби Об’єм Na2S2O3 (мл) витра

Контрольні питання
1. Які термодинамічні і кінетичні ознаки рівноважного стану? 2. Через які величини можна виразити константу хімічної рівноваги? Яка за­лежність існує між константами рівноваги, вираженими

ФАЗОВІ РІВНОВАГИ
  Для характеристики стану сплавів широко застосовують правило фаз Гіббса, записане у формі: (4.1) де С – ч

І3 ПРОСТОЮ ЕВТЕКТИКОЮ
  Діаграми плавкості цього типу найбільш поширені та характерні для бінарних систем неізоморфних речовин, що не утворюють хімічних сполук, наприклад, свинець—сурма, калію хлорид— літі

Типи термопар
Термопара Позначення по ОСТу Верхня межа температури, °С Сплави Склад,% Хромель–алюмель Х

Послідовність виконання роботи
Видається сім тиглів, що містять бензойну кислоту, нафталін та їх суміші: №1 - бензойна кислота; № 2 -15% нафталіну і 85% бензойної кислоти; № 3 - 30% нафталіну і 70% бен

КРИСТАЛІЗАЦІЯ БІНАРНИХ СУМІШЕЙ
(СИСТЕМА NaNО3 – KNO3)   Завдання: 1. Одержати криві охолодження для чистих компонентів і сумі­шей відомого с

РОЗЧИНИ
  Закон розподілу. Система з двох практично незмішуючихся рідин і третього, розчинного в них компонента, буде біваріантною (С=3–2+1=2) при рівновазі між обома конденс

Послідовність виконання роботи
У мірній колбі на 100 см3 готують розчин бензойної кислоти (наважка 2-4 г) в органічному розчиннику (бензол, толуол, ксилол). Відбирають 50 см3 отри­маного розчину піпеткою за

ВИЗНАЧЕННЯ СТУПЕНЯ АСОЦІАЦІЇ
ОЦТОВОЇ КИСЛОТИ В БЕНЗОЛІ (ЧИ ХЛОРОФОРМІ)   Оцтова кислота, як і інші карбонові кислоти, в органічному розчиннику знаходиться у вигляді подвійних молекул чи

ВИВЧЕННЯ ПРОЦЕСУ ЕКСТРАГУВАННЯ
Завдання. Визначити кількість витягнутої речовини при однократному і багаторазовому витягу тим самим об'ємом розчинника. Виконання роботи. Відміряти по 5м

Кріоскопія, ебуліоскопія
В стані рівноваги між рідиною і парою кількість молекул, що випаровується в одиницю часу дорівнює кількості, що конденсується. Якщо в леткій рідині розчинити невелику кількість будь-якої нелеткої р

Установка термометра Бекмана для кріоскопії.
Термометр Бекмана відрізняється від звичайного, по-перше, великою шкалою (точною), що дозволяє спостерігати зміни температури до 0,001°С й, по-друге, другим запасним ртут­ним резервуаром, за допомо

Послідовність виконання роботи.
Підготовлений термометр Бекмана вста­вити в прилад і почати спостерігати за температурою. Для рівномірності охолод­ження рідину необхідно повільно помішувати вставленою в прилад мішалкою. Помішуван

Послідовність виконання роботи.
Зібрати прилад, схема якого приведена на рис. 5.3. Трубку з внутрішнім діаметром 45 мм розрізати на час­тини довжиною 18

Контрольні питання
1. Що називається розчином? Розчини ідеальні та істинні, їх особливості. 2. Як залежить тиск насиченої пари розчину від концентрації розчиненої ре­човини при даній температурі? 3.

ЕЛЕКТРОХІМІЯ
Йонний добуток води. Вода є досить слабким електролітом. Однією з причин слабкої дисоціації води є те, щоб молекули її є асоційованими за допомогою водневих зв’язків. Іншою при

Кислотності-основності розчинів
Водневим показником рН називають десятковий логарифм концентрації йонів Гідрогену зі знаком мінус: pН= –lg [H+] (6.2) або

Теоретичні відомості
Молекули електролітів у водних розчинах дисоціюють на йони, які і є носіями зарядів. Електрична провідність слабких електролітів, які дисоціюють у водних розчинах частково, визначається в основному

Контрольні питання
1. Чи можна при визначенні електричної провідності розчинів електролітів користуватися постійним струмом? 2. Чи грає роль кількість рідини, узятої для визначення електричної провідності? Щ

ХІМІЧНА КІНЕТИКА
Хімічна кінетика - це розділ фізичної хімії, що вивчає швидкість і механізм хімічних реакцій, а також залежність швидкості протікання реакцій від різних факторів. Швидкість хімічної реакці

ВИВЧЕННЯ ШВИДКОСТІ ЙОДУВАННЯ АЦЕТОНУ
Ціль роботи- визначити значення константи швидкості реакції йодування ацетону в кислому середовищи при двох температурах і вирахувати енергію активації цієї реакції.  

Дифузія
Розчинення твердого тіла в рідині, що супроводжується хімічною взаємодією або за відсутності її, може служити типовим прикладом гетерогенного процесу. Гетерогенні процеси протікають на поверхні роз

Значення деяких фундаментальних сталих
Атомна одиниця маси а.о.м. 1,6606×10-27 кг Електрична стала e0

Знаки деяких математичних дій
а, поділене на b , а / b, ab-1 Абсолютна величина

Густина води при різних температурах
t, 0С r1, г/см3 t, 0С r1, г/см3

Таблиця 6 Інтегральна теплота розчинення DНm солей у воді при 25°С
№ п/п m, моль солі на 1кг Н2О KCl кДж/моль   Концентрація Cm насиченого розчина, моль солі на

Інтегральна теплота розчинення солей, які утворюють кристалогідрати, при температурі 18°С.
Речовина Кількість молів H20 на 1 моль солі DН, кДж/моль BaCl2    

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги