Fizik kimyo

4- Amaliy qism. 2-Tajriba.
Saxarozaning gidrolizlanish reaksiyasini o’rganish va tezlik doimiysini aniqlash
Ishning maqsadi:

1. 
   Saxaroza inversiyasining tezlik konstantasini aniqlash;
   
2. 
   Reaksiyalarning faollanish energiyalarini aniqlash
   

3. Berilgan harorat uchun saxaroza invarsiyasining tezlik konstantasini aniqlang;
Saxaroza quyidagi tenglama bo’yicha glyukoza va fruktozaga gidrolizlanadi
C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂0 = C₆H₁₂0₆+ C₆H₁₂0₆
saxaroza D-glyukoza D-fruktoza
katalizatorsiz reaksiya deyarli ketmaydi, kislotalar ishtirokida esa tezlashadi (maxsus kislotali kataliz).
Jarayonning mexanizmi quyidagicha: Birinchi bosqichda muvozanatga tez erishiladi. Kompleksning va mahsulotlarga aylanish stadiyasi tezlikni limitlovchi bosqichi hisoblanadi. Reaksiyaning borishida suvning konsentratsiyasi deyarli o’zgarmaydi va uni hisobga olmasa ham bo’ladi. Saxaroza va gidroksoniy ioni (H3O⁺) bo’yicha reaksiya birinchi tartibli hisoblanadi,katalizator konsentratsiyasi reaksiyaning borish jarayonida o’zgarmas. Bunda psevdo birinchi tartibli reaksiyaning tezlik doimiysi quyidagi ko‘rinishga ega buladi:
Co va C — saxarozaning boshlanshch va oxirgi konsentratsiyalari.
Saxaroza va uning gidrolizi mahsulotlari asimmetrik uglerod atomiga ega bo’lib, optik faollik namoyon qiladi, ya’ni bu moddalarning eritmalaridan chiziqli qutblangan yorug’lik o’tkazilganda qutblanish tekisligining burilishi kuzatiladi: saxaroza nurni chapga bursa, mahsulotlar eritmasi esa o’ngga buradi.
Eritmalar uchun qonunga binoan qutblanish tekisligining burilish burchagi(a) eritma qatlamining qalinligi (d) va faol moddaning konsentratsiyasiga (C) tutri proporsional.
Proporsionallik koeffitsiyentni ([a]) graduslarda, d — dm, C esa —g/ml (g/sm3)larda ifodalansa, u holda proporsionallik koeffitsenti solishtirma burilish deyiladi va moddaning burish xususiyatini tavsiflaydi, xamda xarorat, tulkin uzunligi va eritmaning tabiatiga boglik buladi. 20 °Sda iatriyli spektrning D sarnk CHIZIBI X=589,3 nm, saxarozaning suvli eritmasi uchun [a]=+66,5 °S, glyukoza uchun [a]= +52,7 °S, fruktoza uchun esa [a]= —92 °S. Fruktoza chapga kuchli burganligi uchun gidroliz jarayonida burilish burchagi manfiy kiymatgacha kamayadi. Shu sababli bu reaksiyani inversiya —kanta burilish deyiladi. Optik faol moddalar aralashmasi uchun burchak burilish aralashma tarkibidagi xar bir komponent burchak burilishlarining algebraik yigindisiga teng.
Yuqorida keltirilgan konuniyatlarni saxarozaning gidrolizlanish jarayoniga qo’llash uning konsentratsiyasi bilan burchak burilishi nisbatlarini olishga imkon beradi. Бурчакбурилишиполяриметрёрдамидааникланади.
Ishni bajarilishi va hisoblashlar: Reaksiya tugagandan keyin burchak burilishini aniqlash uchun quyidagilar bajariladi: 250 ml xajmga ega bo’lgan kolbada 20%li saxaroza eritmasi tayyorlanadi, 250 ml 2 n xlorid kislota eritmasi bilan aralashtiriladi va bir sutka davomida saqlanadi. Bunda saxarozani gidrolizi oxirigacha bordi deb hisoblanadi. Polyarimetrik trubka 2 — 3 marta chayiladi. So’ngra trubka vertikal holda ushlab turilib qabariq hosil bo’lguncha eritma bilan to’ldiriladi. Yonidan quruq shishani surish orqali trubka bekitiladi va uning ustidan qopqoq burab ko’tariladi. Bunda trubkada xavo pufagi kolmasligi kerak. Burchak b)filishi am aniklanadi, u manfiy kiymatga ega buladi. Chunki reaksiya tugagandan keyin eritmada fakat glyukoza va fruktoza buladi va ular nurni chapga buradi. Saxarozaning 25 ml 20% li yangi eritmasi tayyorlanadi. Boshqa xajmi 25 ml kolbada 2 n li xlorid kislota eritmasi bo’ladi. Ikkala eritma aralashtiriladi (bu vakt reaksiyaning boshlangich vakti sifatida belgilab kuyiladi), turubkani tez 2 — 3 marta chaykab uni yu^orida keltirilgan usul bilan tuldiriladi va tezda burchak burilishi ulchanadi, sungra dastlab 40 — 50 sekunddai keyin va 5—10 minutdan keyin, reaksiya tugashidan oldinrok esa xar 20 — 30 minutlardan keyin burchak b5filishi 2 — 3 martadan ulchanadi. Vakt oraliklarini xar doim saklamasa xam buladi, chunki ikkita burchak bzfilishi orasidagi fark ma’lum darajada bulishi kerak. Burchak burilishlari eritmada xar uchala modlDg ya’ni saxaroza — glyukoza— fruktozalar bulganda aniklanadi. Aytaylik tj vakt ichida saxarozaning Vj kismi tasirlashmay koldi. Burchak burilishi usha kolgan kismi buyicha ulchanadi va u a0Vj ga teng (bu yerda: ao boshlanBICH burchak burilishi). R1kkinchi tomondan maxsulot inversiyasining ulushi I —Vj. Reaksiya tugagandan keyin burchak burilishi a«, ga teng bulishi mumkin, tj vakt momentida esa uning kiymati a«,(I — VJ. ga teng. Inversiyalanmagan saxarozaning tj va t2 vaktdagi konsentratsiyasi moye ravishda C0Vi va C0V2 buladi. Shuning uchun yukrrida keltirilgan psevdobirinchi tartibli reaksiya tenglamasi asosida kuyidagi xisoblash ifodasiga ega bulamiz:Bu formula bilan saxarozaning gidrolizlanish reaksiyasining tezlik doimiysi xisoblanadi.
Boshlangich burchak burilishini, ya’ni saxaroza bilan xlorid kislota aralashtirilgan paytdagi burchak burilishini aniklash juda kiyin. Shuning uchun kuyidagi usuldan foydalaniladi: lg(ao — a«.)ning vaktga tugri chizikli bogliklik grafigi chiziladi. Chizik ordinata ut$i bilan kesishguncha davom ettiriladi va kesib utish nuktasidan boshlanish nuktasigacha bulgan kiymati saxaroza inversiyasining tezlik doimiysini aniklash formulasiga kuyiladi.
Бунда: сахароза концентрацияси — %
катализатор (НС1) концентрацияси — М.
тажриба харорати — °С.
Бундан ташкари тезлик доимийсини топишнинг график хисоблашлари хам амалга оширилади. Бунинг учун юкорида келтирилган lg(a_t —а_ю)нинг вакт функцияси (t)ra богликлик графиги чизилади. Тезлик доимийси тутри чизикка нисбатан бурчак киялиги тангенсининг тескари ишора билан олинган кийматига тенг. t=0 холатида ордината укини кесиб утишидан хосил булган кесма ва чизмани (графикни) экстраполяризация килиш билан топилган кийматлар асосида бошлангич бурилиш бурчаги (ocq) киймати топилади ва уни k-l/t-ln(C°/C) формула асосида топилган кийматлар билан солиштирилади.
4-Amaliy ish. 3-Tajriba

Reaktsiya tezligiga katalizatorning ta‘siri.

Ishning maqsadi.
Vodorod peroksidga temperatura va katalizator tasirini kuzatish
Vodorod peroksidning parchalanishi odatdagi temperaturada sekin boradi, agar katalizator qo’shilsa, uning parchalanishi tezlashadi.Probirka hajmining 1/3 qismigacha vodorod peroksid eritmasidan quying. Unga bir chimdim (pichoq uchida) marganets (IV) – oksid soling va probirkaga chug’lanib turgan cho’pni tushiring (cho’p suyuqlikka tegmasin). Kuzatilgan hodisaning sababinin tushuntirib bering.

NAZORAT SAVOLLARI VA MASALALAR.

1. Kimyoviy reaktsiya tezligi va unga ta‘sir etadigan faktorlar nima?
2. reaktsiya tezligining temperaturaga bog’liqligi qanday bo’ladi?
3. Vodorod va kisloroddin suv hosil bo’lish reaktsiyasining tezligi tenglamasini tuzing hamda vodorod kontsentratsiyasi uch marta oshirilganda reaktsiya tezligi qanday o’zagarishini ko’rsating.