Экспериментальная часть. Прежде чем приступить к работе, необходимо проверить нулевое положение анализатора и приобрести навык в правильном отсчете показаний на шкале поляриметра

Прежде чем приступить к работе, необходимо проверить нулевое положение анализатора и приобрести навык в правильном отсчете показаний на шкале поляриметра. Включив освещение поляриметра и вращая анализатор, устанавливают его так, чтобы поле окуляра имело равномерную освещенность.

Повторением этих действий (3-4 раза) добиваются хорошей сходимости отчетов (с точностью ±0,1⁰), после чего берут за нуль среднее из полученных значений. Шкала поляриметра с нониусом показана на рис. 2.4.

Рис. 2.4. Шкала поляриметра с нониусом

В две колбы наливают по 10 мл раствора сахарозы (30%) и раствора соляной кислоты (2М). Сливают эти растворы, тщательно перемешивают и наполняют этим раствором трубку поляриметра. Трубку заполняют так, чтобы образовался выпуклый мениск. Затем сбоку надвигают покровное стекло и навинчивают прижимную обойму. Если с трубке остался небольшой пузырек воздуха, то трубку заполняют снова. Заполненную раствором трубку помещают в поляриметр, закрывают его и определяют угол поворота плоскости поляризации. При данной концентрации раствора сахарозы угол не должен выходить за пределы 10⁰-20⁰.

С определения первого угла поворота (a₀) и следует начинать отсчет времени (t). Сливание растворов, заполнение трубки и определение a₀ следует проводить как можно быстрее. Через определенные промежутки времени от начала реакции (5,10,15,20,30 и 50минут) производят измерение угла поворота плоскости поляризации луча поляризованного света.

Инверсия сахарозы при комнатной температуре заканчивается через несколько суток. Однако, ее можно довести до конца за сравнительно короткое время при t⁰=50-60⁰C. Поэтому оставшуюся в колбочке реакционную смесь помещают в водяную баню с температурой 50⁰-60⁰С на 30 минут. После охлаждения до комнатной температуры определяют угол поворота (a_¥) полученного раствора глюкозы и фруктозы (a_¥ должен быть отрицательным).

В реакции инверсии сахарозы участвуют молекулы сахарозы и воды. Однако, концентрация молекул воды значительно (в 70-80 раз) превышает концентрацию сахарозы и практически мало изменяется в процессе реакции. Поэтому, предполагая, что реакция протекает по первому порядку, для расчета константы скорости реакции воспользуемся кинетическим уравнением первого порядка (2.2). С учетом уравнения (2.7) и перейдя к десятичным логарифмам, получим следующее уравнение для расчета константы скорости инверсии сахарозы:

, (2.8)

где a₀, a_t, a_¥ - угол поворота плоскости поляризации в начале реакции, через время t и в конце реакции соответственно.

Результаты измерений оформляются в виде таблицы. Если значения константы скорости приблизительно одинаковы, то реакция инверсии сахарозы действительно протекает по механизму первого порядка.

Таблица

Вопросы для защиты лабораторной работы 2

2.1. Что такое скорость химической реакции?

2.2. Какие факторы и как влияют на скорость химической реакции?

2.3. Молекулярность и порядок реакции.

2.4. Методы определения порядка реакции.

2.5. Зависимость скорости реакции от температуры. Правило Вант-Гоффа. Теория активных столкновений Аррениуса.

2.6. Теоретические основы поляриметрии.

2.7. Принципы работы поляриметра. Какое свойство реагирующих веществ в реакции инверсии сахарозы используется для кинетических расчетов?

Лабораторная работа 3. Электропроводность растворов электролитов

Для всех агрегатных состояний электрическую проводимость (электропроводность) можно подразделить на четыре типа.

1. Металлическая проводимость обусловленная подвижностью электронов, являющихся носителями заряда. При увеличении температуры проводимость металлических проводников ухудшается, поскольку движение электронов через кристаллическую решетку затруднено вследствие более активного теплового движения атомов в решетке. Вещества, характеризующиеся металлической проводимостью, называются проводниками I рода.

2. Электролитическая проводимость жидкостей, вызванная подвижностью ионов; носителями заряда являются катионы и анионы. При увеличении температуры проводимость электролитических проводников улучшается, поскольку при более высоких температурах ионы движутся с большей скоростью за счет понижения вязкости и уменьшения сольватации ионов. Такие вещества называются проводниками II рода. К проводникам II рода относятся растворы электролитов (кислот, солей, оснований). При наложении внешнего электрического поля анионы движутся к положительно заряженному электроду – аноду, катионы – к отрицательному электроду – катоду. Поскольку скорости движения ионов в растворе значительно меньше, чем скорости движения электронов в металлах, электропроводность металлов, например меди и серебра, примерно в миллион раз больше, чем для растворов электролитов.

3. Полупроводимость твердых тел, возникающая вследствие теплового перескока электронов из полностью заполненной зоны в зону проводимости, отделенной определенным энергетическим барьером. Проводимость полупроводников возрастает с температурой.

4. Электрическая проводимость газов, возникающая за счет ионов газа и электронов.

3.1. Сильные и слабые электролиты

Поиск по сайту: