Fizikaviy kimyo fanidan laboratoriya mashg`ulotlari uchun

Ish uchun kerakli jihozlar: Saxarimetr, saxaroza, termometr, stakan, probirka

Nazariy qism

Ko‘pincha bir nechta modda ishtirokida boradigan reaksiyalar birinchi tartibli reaksiyaning kinetik tenglamasi bilan ifodalanadi.

(1)
Ushbu tenglamaga muvofiq bo‘lgan holat bitta yoki bir nechta komponent mo‘l miqdorda olinganida, reaksiya jarayonida ularning konsentratsiyalari o‘zgarmas bo‘lganida va reaksiya tezligi konstantasiga kirganda kuzatiladi.

Mazkur turdagi reaksiyalarga saxarozaning gidrolizlanish reaksiyasi (inversiyasi) ni misol qilish mumkin. Bu reaksiya kislotali muhitda (katalizator - N+) ketadi, reaksiya natijasida glyukoza va fruktoza hosil bo‘ladi.

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O = C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆.
Reaksiya ikki bosqichda ketishi aniqlangan. Birinchi bosqichda saxaroza protonlanadi:

C₁₂H₂₂O₁₁ + H⁺↔ (C₁₂H₂₂O₁₁)H⁺

Bu bosqich tez boradi, hosil bo‘lgan zarracha boshlang‘ich moddalar bilan muvozanatda bo‘ladi.SHuning uchun mazkur bosqich uchun muvozanat konstantasini quydagi ko‘rinishda yozish mumkin:

(2)

Ikkinchi bosqich – protonlangan molekulalarning gidrolizlanish bosqichidir:

(S₁₂N₂₂O₁₁)N⁺ + N₂O = S₆N₁₂O₆ + S₆N₁₂O₆ + N⁺

– sekin boradigan bosqich asosiy (limitlovchi) bosqich hisoblanadi. Uning tezligi

(3)

ga teng. Bu joyda gde k₂ – ikkinchi bosqich tezligining konstantasi.

Oraliq mahsulot (S₁₂N₂₂O₁₁)N⁺ning konsentratsiyasini (1) tenglamadan topish mumkin. 1 tenglama 2 bilan birlashtirilsa

(4)

hosil bo‘ladi. Suvning konsentratsiyasi saxarozaning konsentratsiyasidan ko‘p bo‘lganligi bois, suvning juda ozi qismi reaksiyaga kirishadi, shuning uchun suvning konsentratsiyasini doimiy deb olish mumkin. Katalizator – vodorod ionlari sarflanmaganligi uchun ch₊=const. SHunday qilib, k₂K_sc_N+c_N2O = k –doimiy bo‘lib, uni birinchi tartibli reaksiya tezligi konstantasi sifatida qarash mumkin, ya’ni (4) tenglama (1) tenglama bilan bog‘lanadi. (1) tenglamani integrallab konsentratsiyani vaqtga bog‘liqligi ifodasini keltirib chiqariladi.

(5)

Bu joyda s₀ – t = 0 bo‘lganda saxarozaning boshlang‘ich kotsentratsiyasi. Demak, agar reaksiya birinchi tartibli bo‘lsa, unda konsentratsiya logarifmi vaqt mobaynida chiziqli tarzda kamayadi.

(5) tenglama reaksiya tezligi konstantasini vaqt mobaynida konsentratsiyani o‘lchash yo‘li bilan aniqlash imkonini beradi:


Foydalaniladigan asbob-uskunalar
Eritmalarning qutblangan nur tekisligini burish burchagi SM-3 (yoki shunga o‘xshash) polyarimetrda o‘lchanadi. Bu asbob trubka shakliga ega bo‘lib, bir tomonida polyarizator, ikkinchi tomonida analizator joylashgan. Harakatsiz polyarizator bir nechta Nikol prizmalaridan tashkil topgan va yorug‘lik manbaidan kelayotgan qutblanmagan nur dastasini bir yo‘nalishda qutblangan nurga aylantirib beradi. Analizator polyarizator bilan bir optik o‘qda joylashgan Nikol prizmasi bo‘lib, u mana shu o‘q aylana oladi. Analizator faqat ma’lum tekislikda qutblangan yorug‘likni o‘tkazadi. Analizator dastasini aylantirib uni shunday holatga keltirish mumkinki, bunda polyarizator orqali o‘tgan yorug‘lik so‘nadi, polyarimetr okulyaridagi ko‘rish doirasi bir tekis kuchsiz yoritilgan bo‘ladi. Bunday holat polyarizator va analizator o‘rtasida optik faol muhit bo‘lmaganda 0 nuqta sifatida olinadi.

Agar polyarimetr trubasiga optik faol modda eritmasi joylansa, qutblangan yorug‘lik tekisligining burilishi hisobiga eritmadan o‘tayotgan yorug‘lik so‘nishi uchun analizator qandaydir burchakka burilishi zarur. Polyarizator bilan birga 360° ga bo‘lingan shkalali limb ham aylanadi. Limb nonius deb ataladigan, bir-biriga diametral joylashgan yordamchi shkalalarga nisbatan suriladi va burish burchagini 0,02° gacha aniqlikda o‘lchash imkonini beradi.

O‘lchash limbning o‘ng shkalasida quyidagicha tarzda o‘tkaziladi. Butun qiymatli graduslar limb shkalasida noniusning nolli bo‘laklarida hisoblab boriladi (0,5° ham ahamiyatga ega bo‘lishi mumkin). Olingan songa limbning istalgan bo‘linishi bilan muvofiq keluvchi nonius bo‘laklariga to‘g‘ri keluvchi kattalik qo‘shiladi.