Urvalsprovet 19.5.2014
Helsingfors universitet utbildningsprogrammet Personbeteckning__________-_______
för molekylära biovetenskaper /
Efternamn________________________
Tammerfors universitet utbildningsprogrammet Förnamn_________________________
för bioteknologi
3. Reaktionen aA + bB
Uppgift 3 Poäng________/ 30
cC + dD har en reaktionshastighet som beskrivs av
v = k [A]x [B]y,
där v = reaktionshastigheten (dc/dt), k = reaktionens hastighetskonstant, [A] =
koncentrationen av A, [B] = koncentrationen av B, x = reaktionsordningen för A och y
= reaktionsordningen för B. Reaktionshastighet uppges alltid med positiva tal.
I en utspädd sur lösning faller sackaros sönder enligt följande reaktion:
C12H22O11 + H2O
Sackaros
C6H12O6 + C6H12O6
Glukos
Fruktos
Denna hydrolysreaktion kan följas med en polarimeter som mäter sockerlösningens
förmåga att vrida det polariserade ljusets oscillationsplan. Sackaros vrider
polarisationsplanet högerut (+), medan blandningen av glukos och fruktos vrider
polarisationsplanet vänsterut (-).
Polarisationsplanets vridningsvinkel betecknas .
När man följde reaktionen som en funktion av tiden erhölls följande data:
Tid t/s
0
Vridningsvinkeln 34,50
/o
1435
31,10
4315
25,00
11360
13,98
16935
7,57
29930
-1,65
(lång tid,
reaktionen
i jämvikt)
-10,77
Bestäm grafiskt reaktionens hastighetskonstant k och reaktionsordningen för
sackaros. Motivera kortfattat. Graferna ger max 20p och motiveringen max 10p.
1
Uppgift 3
Namn ___________________________
Svar:
Eftersom det är frågan om en utspädd vattenlösning finns det ett stort molärt överskott av
vatten med jämfört med sackaros, varför vattenhalten i reaktionen inte förändras. Formeln för
reaktionshastigheten har alltså formen
v = dc(sackaros)/dt = k [sackaros]x, var k och x är hastighetskonstanten och
reaktionsordningen som frågas efter. Ifall x = 1 är formeln v = kc, dvs grafen av
reaktionshastigheten som funktion av sackaroshalten är en rät linje vars vinkelkoefficient är
den efterfrågade k varför x = 1.
Det experimentella datat ger halten av sackaros som en funktion av tiden. Vi ritar en graf
[sackaros] vs. tid. För att göra detta måste de polarimetriska vridningsvinklarna omvandlas till
relativa enheter för halterna enligt följande:
Totalförändringen av vridningsvinkeln
från tiden 0 (enbart sackaros) till tiden oändligt
o
(sackaros, glukos och fruktos i jämvikt)
t/s
/o
0
34,50
1435
31,10
= 45,27o
relativ [sackaros]/ %
100
1- (34,50-31,10)/45,27 =
0,9249 = 92,49 %
4315
25,00
1- (34,50-25)/45,27
=0,7901 = 79,01 %
11360
13,98
54,67 %
16935
7,57
40,51 %
29930
-1,65
20,15 %
-10,77
Utgående från tabellen ritar vi en graf med [sackaros] vs, tid (sida 5). Absolutvärdena för
tangenternas vinkelkoefficienter i grafen ger de momentana reaktionshastigheterna dc/dt. Vi
ritar tangenterna vid tre punkter: exempelvis vid tidsintervallen 1435 och 4315, 11360 och
16935 samt mellan 16935 och 29930 (sida 5). Vi beräknar varje tangents absolutvärde och
tittar på motsvarande [sackaros] på y-axeln:
Den första tidspunkten ger ett absolutvärde för vinkelkoefficienten på 4,68 x 10-3 %/s och ett
korresponderande värde för c på 85,75 %. Den andra och tredje tidpunkten ger absolutvärden
2
Uppgift 3
Namn ___________________________
på vinkelkoefficienterna om 2,54 x 10-3 %/s och 1,57 x 10-3 %/s och de korresponderande
värdena för [sackaros] är 47,59 % och 30,33 %.
Vid uträkningarna lämnas vinkelkoefficienternas förtecken bort genom att använda
koefficienternas absolutvärden, varvid vi får positive värden för hastigheterna.
Vinkelkoefficienterna är negativa eftersom [sackaros] sjunker under reaktionens gång.
Vi ritar en graf var y-axeln har absolutvärdena för tangenternas vinkelkoefficienter, dvs den
momentana reaktionshastigheten, och på x-axeln [sackaros]. Vi marker att punkterna lägger
sig på en rät linje (sida 6).
Linjens vinkelkoefficient är 5,6 x 10-5 s-1, vilket är den efterfrågade
hastighetskoefficienten k. Eftersom dc/dt vs. c – grafen är en rät linje är reaktionens
reaktionsordning x = 1.
3
Uppgift 3
Namn ___________________________
Motivering:
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
4
Uppgift 3
Namn ___________________________
5
Uppgift 3
Namn ___________________________
6
