Определение константы скорости гидролиза сахарозы

Теоретическое пояснение: гидролиз сахарозы протекает по уравнению:

С₁₂Н₂₂О₁₁ + Н₂О ® С₆Н₁₂О₆ + С₆Н₁₂О₆

глюкоза фруктоза

Реакция по механизму бимолекулярна, но подчиняется кинетическому уравне-нию первого порядка, т.к. скорость реакции зависит только от концентрации сахарозы. Все три вещества – сахароза, глюкоза и фруктоза являются оптически активными, способными вращать плоскость поляризации. Угол вращения плоскости поляризации  зависит от концентрации веществ. При равных условиях (одинаковой концентрации веществ, толщины слоя раствора, температуры) раствор сахарозы вращает плоскость поляризации вправо ( = 66,55^о), глюкоза также вправо ( = 52,5^о), а фруктоза – влево ( = −91,9^о). Угол вращения данного раствора представляет сумму углов вращения отдельных веществ. Таким образом, за скоростью реакции гидролиза сахарозы можно следить по изменению угла вращения. По мере протекания реакции и увеличения концентрации фруктозы правое вращение заменяется левым (угол вращения уменьшается до нуля и становится отрицательным), поэтому эту реакцию называют инверсией сахара. Константа скорости выражается формулой:

, где

_о – угол вращения в начальный момент, _ − угол вращения после окончания реакции, а _ − в данный момент; разностьпропорциональна начальной концентрации сахарозы,− концентрация сахарозы, прореагировавшей за время.

123

Задачи работы: измерение угла вращения раствора сахарозы, рассчитать константу реакции и период полупревращения.

Оборудование и реактивы: поляриметр, водяной термостат, три колбы на 50 мл, бюретки на 25 мл, термометр, электроплитка, раствор сахарозы концентрацией 20 % масс., 1 н раствор соляной кислоты, фильтровальная бумага.

Выполнение работы: установить и поддерживать заданную температуру водя-ного термостата. Для определения _о в сухую колбу вместимостью 50 мл налить 20 мл раствора сахарозы и выдержать в термостате 10 мин. Заполнить этим раствором поляриметрическую трубку (кювету). Кювету поместить в поляри-метр и измерить угол вращения. Для измерения _ в сухую колбу вместимостью 50 мл отмерить из бюретки 25 мл раствора сахарозы. В другую колбу налить 25 мл 1 н раствор соляной кислоты. Обе колбы выдержать в термостате 10 мин, после чего слить вместе и перемешать. Момент смешения – время начала реакции – отметить по часам с точностью до 1 мин. Этому моменту соответ-ствует _о. Поляриметрическую трубку (кювету) освободить от раствора саха-розы, сполоскать, а затем заполнить полученным раствором, термостатировать. Через каждые 10 мин, кювету вынуть, вытирать фильтровальной бумагой и измерить угол вращения _. Провести 6 – 8 измерений. Для определения _ оставшуюся смесь перелить в колбу и довести до кипения на электроплитке, охладить, заполнить ею кювету, термостатировать 10 мин и измерить угол вращения. Результаты занести в таблицу:

Время, мин				k
10
20
30
40
50
60

В отчете привести принципиальную схему поляриметра, произвести необходимые расчеты и сделать вывод о полноте реакции.