- •Лабораторний практикум з фізичної хімії
- •091706 – Технологія зберігання, консервування та переробки плодів і овочів)
- •Передмова
- •Запам’ятайте!
- •Тема 1: хімічна термодинаміка Загальні теоретичні відомості
- •Лабораторна робота №1 визначення теплової сталої калориметра і теплоти розчинення калію хлориду у воді
- •Лабораторна робота №2
- •Лабораторна робота №3 визначення теплоти гідратоутворення купрум (II) сульфату
- •Контрольні питання
- •Тема 2: хімічна рівновага Загальні теоретичні відомості
- •Лабораторна робота №4
- •Розрахунок рівноважних концентрацій речовин
- •Контрольні питання
- •Тема 3. Фазові рівноваги
- •Теоретичні відомості
- •Лабораторна робота №5 визначення коефіцієнта розподілу речовини між незмішуваними рідинами
- •Методика виконання роботи
- •Контрольні питання
- •Тема 3: фазові рівноваги
- •Загальні теоретичні відомості
- •Побудова та аналіз діаграм плавкості і3 простою евтектикою
- •Лабораторна робота № 6 Побудова діаграми фазової рівноваги бінарної евтектичної системи
- •Методика виконання роботи
- •Лабораторна робота №7 кристалізація бінарних сумішей (система NaNо3 – kno3)
- •Методика виконання роботи
- •Контрольні питання
- •Тема 4: електрохімія Потенціометрія Загальні теоретичні відомості
- •Лабораторна робота №8
- •Методика виконання роботи
- •Контрольні питання
- •Загальні теоретичні відомості
- •Лабораторна робота №9 визначення ступеня й константи дисоціації слабкого електроліту методом електричної провідності
- •Методика виконання роботи
- •Питома електрична провідність розчину кCl
- •Контрольні питання
- •Тема 5. Х і м і ч н а к і н е т и к а Загальні теоретичні відомості
- •Лабораторна робота №10 вивчення швидкості інверсії цукру Загальні теоретичні відомості
- •Методика в и к о н а н н я р о б о т и
- •Контрольні питання
- •Лабораторна робота №11 вивчення швидкості йодування ацетону
- •Методика в и к о н а н н я р о б о т и
- •Контрольні питання
- •Кінетика гетерогенних процесів Загальні теоретичні відомості
- •Лабораторна робота №12 вивчення кінетики розчинення твердої кислоти у воді
- •Методика виконання роботи.
- •Котрольні питання
- •Тема 6. Будова молекул, електричні та оптичні властивості
- •Лабораторна робота 13 Рефрактометричне визначення концентрації розчину
- •Методика виконання роботи
- •Лабораторна робота 14
- •Лабораторна робота 15
- •Контрольні питання
- •Список рекомендованої літератури
Методика в и к о н а н н я р о б о т и
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 відфільтрувати. Потім піпеткою відібрати в плоскодонну колбу 25 мл 4н. розчину HCl. Колбу занурити в термостат при 40ºC на 3-3,5 години.
До 25 мл розчину цукру, що залишились додають 25 мл розчину кислоти заданої концентрації 4 н. 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 ополоснувши 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 4 н. розчину HCl варто виконати 2-3 виміра через 3 хв, 1-2 виміра через 5 хв., 1-2 виміра через 10 хв 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 не інвертованої 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 моментt1 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 не інвертованого цукру в момент t1 і t2 дорівнює сy1 і сy2. Тому на підставі рівняння (5.5)
Якщо покласти α1= α0 при t1= 0 і α2 = αt при t2= t1,те
(5.16)
Формулою (5.16) варто користуватися для розрахунку k. Всі кути вводять із інструментальним виправленням у випадку, коли вона перевищує 0,2º. Результати спостережень звести в таблицю 5.1
Температура досвіду ºC _____________
Інструментальне виправлення α n_______________
Початковий кут обертання α0 ________________
Момент зсуву _______год________хв
Концентрація HCl _____________
Таблиця 5.1
№ вимірювання |
Час астрономічний |
Час від початку реакції t,хв |
Знайдений кут, |
Кут 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() = f(t) і екстраполяцією отриманої лінії до t = 0 визначити lg(), а потім розрахуватиα0.
Обчислити константу швидкості реакції при даній температурі для кожного моменту часу й розрахувати kcp ; обчислити, за який час інверсія пройде на 50%.