Последовательность выполнения работы. Отвесить на технических весах две навески по 5 г кристаллической глюкозы

Отвесить на технических весах две навески по 5 г кристаллической глюкозы. Одну из них поместить в мерную колбу вместимостью 50 мл. Отметив время, быстро довести объем колбы водой до метки, перемешать и отметить момент полного растворения глюкозы. Время – среднее между началом и концом растворения глюкозы – принять за момент начала реакции.

Примечание. Если скорость реакции изучается при температуре, отличающейся от комнатной, то вода, в которой растворяется глюкоза, должна быть предварительно нагрета до температуры опыта.

Раствор, если он мутный, отфильтровать и налить в поляриметрическую трубку, предварительно дважды сполоснув ее этим же раствором. Затем измерить углы вращения плоскости поляризации. После первого измерения перенести вторую навеску в 50–миллилитровую мерную колбу, растворить ее в соляной кислоте заданной концентрации идовести водой объем раствора в колбе до метки. За начало реакции принимается время, среднее между началом и концом растворения глюкозы. Измерения углов вращения плоскости поляризации для смеси с катализатором чередуют с измерениями для смеси, в которой идет самопроизвольная мутаротация.

Для определения конечного угла вращения плоскости поляризации a_¥ часть раствора, оставшегося после заполнения трубки, поместить в термостат при 40°С, где и выдержать в течение всего опыта. По окончании измерений определить угол вращения плоскости поляризации оставшегося раствора, охладив его до температуры опыта. Начальный угол вращения плоскости поляризации раствора a₀ рассчитать экстраполяцией зависимости lg(a_t – a_¥ ) на нулевое время реакции. Обработку полученных данных произвести в той же последовательности, как и в работе 2. Затем вычислить константы скорости реакции без катализатора и в присутствии катализатора по уравнению

Используя опытные данные, вычислить по уравнению k = k₀ + ac, где k и k₀ – константа скорости реакции в присутствии и отсутствии катализатора, соответственно, a – каталитический коэффициент, c – концентрация катализатора каталитический коэффициент, предполагая, что действие катализатора пропорционально его концентрации.

Вычислить и аналитически, и графическим путем, как это средние константы скорости k₀ и k. Результаты наблюдений записать в таблицу 6.

Таблица 6

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К экспериментальным

работам

1. Скорость гомогенной химической реакции и закон действия масс.

2. Константа скорости химической реакции, её физический смысл. Связь между константой равновесия и константами скоростей прямой и обратной реакции.

3. Влияние температуры на скорость химической реакции. Основное уравнение химической кинетики Аррениуса и его анализ. Энергия активации и её сущность.

4. Показать графически или на основе уравнения Аррениуса связь, существующую между тепловым эффектом всей реакции и энергиями активации прямой и обратной реакции.

5. Экспериментальные методы определения энергии активации.

6. Молекулярность и порядок реакции. Методы экспериментального определения порядка реакции.

7. Характеристика реакций 1-го и 2-го порядков.

8. Особенности обратимых, параллельных и последовательных реакций.

9. Почему бимолекулярные реакции (9.7) и (9.9) протекают по механизму реакций первого порядка?

10. Почему в работах 21 и 23 титрование рабочей смеси производят в предварительно охлаждённой воде?

11. Показать, почему в работе 21 количество неизрасходованного эфира пропорционально разности объемов барита, израсходованных при последнем титровании и при титровании в момент времени t.

12. Какой свет называют поляризованным? Что называют плоскостью поляризации? Назначение поляризатора и анализатора в поляриметре.

13. Какому положению главных осей в призмах Николя соответствует равномерное затемнение поля зрения?

14. Дать характеристику оптической активности участников реакции инверсии сахара. Показать, почему остаточная концентрация сахара в смеси пропорциональна разности (a _i -a_¥ ).

15. Исходя из уравнения (9.12), получить уравнение (9.12^I). Объяснить осуществленную в уравнении (9.12^II) замену концентраций соответствующими объемами соляной кислоты, израсходованными на титрование.

16. Сказывается ли на величине энергии активации, определяемой в работе 23, замена истинной константы скорости (К) условной (К¢)? Как можно было бы пересчитать К¢ на действительное значение константы скорости ² К²?

Литература

1.Физическая химия. Теоретическое и практическое руководство. Изд. 2-ое, пер. и доп. Под ред. академика Никольского Б.П.- Л.: Химия. 1987.880с.

2.Линчевский Б.В. Физическая химия. – М.: МГВМИ. 2001. 256 с.

3.Семиохин И.А. Физическая химия. – М.: МГУ. 2001. 270 с.

4.Карапетьянц М.Х. Химическая термодинамика. –М.: Химия. 1973. 584 с.

5.Физическая химия. Кн.1 Строение вещества. Термодинамика. Изд. 2-ое, пер. и доп. Под ред. проф. Краснова К.С. – М.: Высшая школа. 1995. 512 с.

6.Мелвин-Хьюз Э.А. Физическая химия. В 2-х книгах. Под ред. чл.-корр. АН СССР Герасимова Я.И. – М.: Изд-во иностранной литературы. 1962.1148 с.

7.Стромберг А.Г., Семченко Д.П. Физическая химия. – М.: Высшая школа. 1999. 528с.

8.Герасимов Я.И., Древинг В.П., Еремин Е.Н., Киселев А.В., Лебедев В.П., Панченков Г.М., Шлыгин А.И. Курс физической химии. Под общей ред. чл.-корр. АН СССР Герасимова Я.И. Том 2. –М.-Л.: Химия. 1973. 624с.

9.Воробьев Н.К., Гольцшмидт В.А., Карапетьянц М.Х., Киселева В.Л., Краснов К.С. Практикум по физической химии. Изд.3-е, пер. и доп. –М.: Химия.1964. 384с.

10.Практикум по физической химии. Под редакцией Буданова В.В. и Воробьева Н.К. Изд. 5-е. - М.: Химия. 1986. 352 с.

Таблица 5

0С = …, СН2О2 = … N, VH2O2 = … мл, VK2Cr2O7 = … мл, концентрация исходного раствора катализатора К2Cr2O7
Концентра-ция раствора катализатора в реакторе Cr2O72-	t, мин	Объем кислоро-да V, мл	Кол-во выделен-ного кислоро-да nO2, моль	Кол-во оставшейся перекиси nH2O2 = 2[nO2¥ - nO2t], моль	Концентрация оставшейся перекиси CH2O2= (nH2O2´ 100) (V1+V2)	Скорость разложе-ния Н2О2, u = DСН2О2/Dt	¾ ¾ ¾ DСН2О2 Dt	¾ ¾ С2Н2О2	k, с-1	К, (моль/л)-2

Таблица 6