,& az9car es un endu&zante de origen natura&8 só&ido8 crista&izado8 constituido esencia&mente por crista&es sue&tos de sacarosa8 obtenidos a partir de &a ca-a de az9car CSaccharum officinarum L D o de &a remo&ac$a azucarera C Beta vulgaris L D mediante procedimientos industria&es apropiados.
C$m<$s'&'(. ,& az9car es sacarosa8 un carbo$idrato de origen natura& compuesto por carbono8 o6ígeno e $idrógeno Ccarb%o%$idr ...atoD. Los az9cares blancos son a&imentos mu4 puros con ms de& !!M de sacarosa. Los az9cares crudos poseen un contenido a&go menor de sacarosa CN !OMD pues conservan a9n parte de &a mie& a partir de &a cua& 5ueron 5abricados.
A'me";&'(. #uando consumimos az9car &a enzima invertasa8 presente en &a sa&iva 4 en e& tracto digestivo8 descompone &a sacarosa en sus dos mo&3cu&as constitu4entes g&ucosa 4 5ructosa $aciendo mu4 rpida su asimi&ación por e& organismo. A esta descomposición se &&ama hidrólisis o inversión de &a sacarosa. Au&;# '0e#"'%$ e conoce con este nombre a &a mezc&a de azucares producida cuando &a sacarosa se $idro&iza8 uímica o enzimticamente. ,& nombre de inversión se re5iere a& cambio de& poder rotatorio ue se observa durante dic$a $idró&isis: &a sacarosa es de6trorrotatoria C;<
a&g9n tratamiento t3rmico se percibe un &igero aumento de &a du&zura debido a &a $idró&isis de &a sacarosa. #omercia&mente es 5ci& de producir8 4a ue e& en&ace g&ucosidico es mu4 &bi& debido a &a in5&uencia de &a 5ructosaP &a energía de activación necesaria para &ograr esta trans5ormación es baa8 por 1 veces ue se pueden emp&ear cidos di&uidos o enzimas de &as I&amadas invertasas. La sacarosa es un disacrido ue no posee carbonos anom3ricos &ibres por &o ue carece de poder reductor 4 &a reacción con e& &icor de *e$&ing es negativa. in embargo8 en presencia de '#& 4 en ca&iente8 &a sacarosa se $idro&iza8 es decir8 incorpora una mo&3cu&a de agua 4 se descompone en &os monosacridos ue &a 5orman8 g&ucosa 4 5ructosa8 ue sí son reductores. La prueba de ue se $a veri5icado &a $idró&isis se rea&iza con e& &icor de *e$&ing 48 si e& resu&tado es positivo8 aparecer un precipitado roo. i e& resu&tado es negativo8 &a $idró&isis no se $a rea&izado correctamente 4 si en e& resu&tado 5ina& aparece una co&oración verde en e& tubo de ensa4o se debe a una $idró&isis parcia& de &a sacarosa. Le&"u#; %e Ju$ %e #$";&'( <$# '0e#s'( %e ; s;&;#$s; ; <;#"'# %e <$;#=me"#$.
)o&arímetro constituido por un prisma de Nicol 8 &as mediciones en este euipo se basan en e& auste de &a semi%sombra ue se observa en e& ocu&ar de& euipo. #uando est presente una sustancia óptimamente activa8 e& ngu&o de rotación generado se identi5ica a& visua&izar a trav3s de& &ente dos regiones con una i&uminación d3bi& igua&8 figura (2b)8 en otras posiciones de& ana&izador e& campo visua& est dividido nítidamente8 en cuanto a &a i&uminación en dos regiones8 o todo est bien i&uminado. i &a posición semisombreada $a sido $a&&ada correctamente entonces e& mas mínimo giro de& ana&izador $acia &a derec$a figura (2c) o $acia &a izuierda figura (2a) a&tera &a uni5ormidad de i&uminación $asta poner en contraste agudo &a i&uminación de ambas mitades de& campo visua&. ,& po&arímetro se ca&ibra introduciendo agua a& tubo de& po&arímetro8 cu4a posición debe de ser cero CD. ,& po&arímetro dispone de tres botonesP e& botón azu& se oprime para ca&ibrar e& po&arímetro8 4 &os otros dos para girar e& ngu&o de rotación. e debe desarro&&ar una breve descripción de &os estudios re&acionados a& tema 4 temas accesorios como e& uso de instrumenta& reuerido 4 sus conceptos 4 maneos necesarios 4. OKe"'0$
4.1 OKe"'0$ Gee#;
Eeterminar &a constante cin3tica 4 e& orden de &a reacción de 5orma e6perimenta& de &a inversión de &a sacarosa. 4.!. OKe"'0$s Es
7. Des;##$$ e
)o&arímetro. @ubo po&arim3trico CreactorD. Raso precipitado de H 41 m&. )robeta de H m&. (atraz er&enme4er H81 m& (atraz a5orado de 2H m& @ermómetro Ba&anza )ipetas de 1 m&
7.! Re;&"'0$s o o
o&ución de sacarosa a& 1H8 2 4 <M. '#& 2+.
7.2. P#$&e%'m'e"$ Inicia&mente se preparan dos diso&uciones: ID
D's$u&'( A : 2H cm" diso&viendo H gr de sacarosa en agua.
II+ D's$u&'( : 2H cm" de '#& 2 ( Cen aguaD. NOTA: se debe austar a cero e& po&arímetro. 1. 2. 3. 4.
e debe austar e& po&arímetro con agua desti&ada a cero )ara &a primera medida de &a mezc&a reaccionante se debe enuagar e& tubo po&arímetro con &a mezc&a. Eespu3s se introduce &a mezc&a reacciónante8 se debe cuidar de ue no e6ista burbuas )ara &eer e& va&or en e& po&arimetro se debe &&egar a& 5ig.1 despues mover e& regu&ador de& po&arímetro &&egar a 5ig 2 retroceder &entamente 4 &&egar a &a 5ig" 4 &eer e& va&or registrando e& tiempo en e& ue se $ace &a &ectura. 5ig1 5ig
5.
S así tomar varias muestras 4 &eer&as $asta ue se tenga un va&or constante.
Me%'%; %e ": 1. e prepara &a mezc&a de reacción con 2H cm" de &a diso&ución A8 4 2H cm" de &a diso&ución de B 2. e introduce &a so&ución A en un matraz er&enme4er en e& momento en ue se introduce &a so&ución B se $ace correr e& cronometro. 3. La primera medida se rea&iza &o antes posib&e8 4 a partir de a$í8 se rea&izan medidas con &as siguientes pautas: cada 2T $asta e& minuto 128 cada "T $asta e& minuto "8 cada HT $asta e& minuto <8 4 cada 1T $asta ue &a &ectura permanece constante durante U $ora. Me%'%; %e B > B: #orresponde a& momento en ue &a reacción $a terminado8 por tanto8 su medida es aue&&a en &a ue e& ngu&o de rotación es constante a &o &argo de& tiempo C9&timas medidas de tD.
8. D;"$s &&u$s #esu";%$s 1.6De"e#m';# > La reacción se &&eva a cabo en un reactor Batc$. ,n &a prctica se uti&izo una gran cantidad de agua8 por &o ue podemos considerar ue &a concentración de agua a &o &argo de& e6perimento permanece constante.
,& acido c&or$ídrico act9an como cata&izador8 su concentración no varía con e& tiempo. γ
k ´´= k ´*C
H
+
)or &o tanto a una determinada temperatura 4 concentración &a ve&ocidad de reacción so&o de pende de &a concentración de &a sacarosa.
−
dC A dt
=
α
k ´´*C A
E
α
5,9 5,9 5,8 4,8 4,55 4,45 4,4 ,9 ,! ,4 ,1 2,8 2,6 2,4 2,1 2,05 2,05 1,! 1,5 1, 1, 1 0,5 0,5 0,5 0,25
ln C = lnCo - K t α"= -1,85
t [s] 184,2 42 6!2 86,4 1091,4 1224 150 1!64,6 2051,4 225,6 2419,2 26!0 2914,2 142,2 0,6 615 911,4 4051,2 4218,6 4405,2 4641,6 481!,4 5048,4 5! 558,6 5849,4
Ln [(αo- α")/(αα")] 0,066691! 0 0,01298!2 0,150!599 0,1919485 0,20!1421 0,2151118 0,29849299 0,89492 0,89464!! 0,448052! 0,51082562 0,554!88!5 0,600!!86 0,6!9!!26 0,686!1629 0,686!1629 0,!80!4524 0,88!25 0,9002909 0,9002909 1,000!85 1,192!!52 1,192!!52 1,192!!52 1,05!555
T= 20ºC [HCl]= 2N( 25 ml) [Sacarosa]=20% (g sac/ml)( 25 ml)
0,25 -1,85
6062,4 4595,4
1,05!555 -,14526401
La ecuación &inea& austada a &os datos es: S F %.!< ; 1H1 %O t ,& coe5iciente de corre&ación es: r 2F .!" VWW2+F 1.H1%O
sabemos αo=5
ln C = lnCo - K t α"= - 2
α
5 4,55 4,1 ,!5 ,5 2,58 2,5 2,5 2,2 1,8 1,5 1 1,2 1 1 1 0,!5 0,6 0,5 0,45 0,
t [s] 14,4 28,2 486,0 618,6 802,8 1042,8 1200,6 191,4 1524,0 1!56,2 192,0 206,4 2240,4 2298,6 2490,6 2605,8 2!12,0 284!,0 001,8 12,6 258,0
Ln [(αo- α")/(αα")] 0,0000000 0,0664451 0,1!6214 0,196!10 0,2411621 0,4242112 0,441828 0,441828 0,5108256 0,6109091 0,6914!2 0,84!29!9 0,!82!59 0,84!29!9 0,84!29!9 0,84!29!9 0,94092 0,99098! 1,0296194 1,0498221 1,110010
0,2 0 0 0 0 -0,! -0,55 -0,8 -0,5 -1,1 -1,2 -1,1 -1 -0,5 -1,4 -1,5 -1,6 -1,5 -1,65 -1,5 -1,5 -1,2 -1,9
85,8 561,0 !89,0 915,6 4089,6 4228,2 495,6 4562,4 4626,0 480,6 4999,8 5184,0 514,2 5482,8 5602,8 5!19,2 5895,0 6069,6 6196,8 61!,4 6495,0 66!0,8 6846,0
1,15!4528 1,252!60 1,252!60 1,252!60 1,252!60 1,685459 1,5!4466 1,!65886 1,5404450 2,0512!0! 2,16905! 2,0512!0! 1,9459101 1,5404450 2,456!58 2,6905! 2,8622009 2,6905! 2,995!2 2,6905! 2,6905! 2,16905! 4,2484952
La ecuación &inea& austada a &os datos es: S F %.22O ; OO1 %O t ,& coe5iciente de corre&ación es: r 2F .!2 VWW2+F O.O1%O
T= 0ºC [HCl]= 2N( 25 ml) [Sacarosa]=20% (g sac/ml)( 25 ml) sabemos αo=6,9 αº
ln C = lnCo - K t α"=2, Ln [(αo- α")/ t [s] (α- α")]
6,9 5,9 6 6 5,8 5,5 5,!5 5,5 5,2 5, 5,25 5,2 5,1 5,1 4,5 4,5 4,8 4,2 4,8 4,2 4, 4, 4,2 4,2 ,95 ,9 4 ,9 4 ,8 ,8 ,2 ,5 , ,2 2,8 2,95 2,8 2,95 2,4
84 252,6 !8 556,8 !4,4 858 980,4 1140 151,2 1682,4 1804,8 198!,8 2114,4 2224,2 264,6 2586,6 26!0,6 290! 29!4,8 126,6 20,4 45,6 654 !42,2 8!4,8 402!,8 4164 45 4508,4 4!22 48!6,8 5046,6 5228,4 5! 5496 560! 5!94,2 5948,4 60!9,2 624 664,8 6546 6561,6
0 0"24512246 0,21!!248 0,21!!248 0,2!29 0,6290549 0,28!6820! 0,6290549 0,461455! 0,42!44401 0,4442511 0,461455! 0,4964689 0,4964689 0,!!59894 0,!!59894 0,609!655! 0,88420242 0,609!655! 0,88420242 0,8290912 0,8290912 0,88420242 0,88420242 1,02528102 1,0560526! 0,99542805 1,0560526! 0,99542805 1,1205912 1,1205912 1,6141682 1,49165488 1,526056 1,6141682 2,2192048 1,9568922 1,882!125 1,882!125 1,882!125 2,2192048 1,9568922 ,8286414
2,65 2,9 2,9 2,8 2,! 2,!5 2,5 2,!5
66!6,8 6801 6966 !11 !4!,6 !45,2 !584 !!4!,8
2,5!58!84 2,068819 2,068819 2,2192048 2,4424!04 2,24564 ,1549422 2,24564
La ecuación &inea& austada a &os datos es: S F %.1<2 ; "O1 %O t ,& coe5iciente de corre&ación es: r 2F .HO VWW2+F ".O1%
Laboratorio de Reactores
#a&cu&ando: k ´4 N k ´6 N
=
α
* C 4 N
α
* C 6 N
k * C H 2O k * C H 2O
β β
=
1"5 *10
4
−
4"4 *10
−
s
4
1
−
s
=
1
−
0"409091
β
C 4 N β
C 6 N
=
0"409091
β ln
4 6
=
ln 0"409091
β = 2.6 k ´2 N k ´4 N
=
α
* C 2 N
α
* C 4β N
k * C H 2O k * C H 2O
β
=
"48 *10 1"5 *10
4
−
−
4
s
s
1
−
1
−
=
2"
,1.!! De"e#m';&'( %e y #t$l$an&o la s$g'$nt c'ac$n *a+a *o&+ calc'la+ l alo+ & γ log k = log k ´+γ * log C H
.tnmos la s$g'$nt tala
HC *N+ 2 4 6 &on&
$J HC/ $J 0,00048 0,010 -,458420! 0,00015 0,60205999 -,82908!4 0,00044 0,!!815125 -,5654!2
log k = "5!9 + 0"059 * log C H
o&mos &c$+ '
γ
=
!etermnac#n $e %& T 10ºC [HCl]= 2N [Sacarosa]=20% (g sac/ml) sabemos αo=5,6
ln C = lnCo - K t α"=2
25 ml 25 ml
0"059
Laboratorio de Reactores
α
t [s]
Ln [(αo- α")/(αα")]
Laboratorio de Reactores 5,6 5,9 5,8 5,4 5,1 5,1 5, 4,9 4,8 4,! 5 4,9 4,! 4,5 4,4 4, 4, 4,4 ,8 4 ,! 4 ,9 ,6 ,8 ,5 ,6 ,2 ,1 2,4 2,9 2,65 2,6 2,5 2, 2,4
14,4 264 84 545,4 6!6,2 !90,2 901,8 1086,6 120 19,8 1509 1650 1!!1,8 192 2048,4 2169 2295 2428,8 259,2 2!1!,4 2849,4 006,6 15,6 0,6 4,2 56!,6 666 91,8 402 4294,2 4440 458,4 4!48,4 4825,8 4951,2 5100 5280 5405,4
0 -0,080042!1 -0,05406!22 0,05!15841 0,14951! 0,14951! 0,08!0118 0,2162211 0,251144 0,28!6820! 0,1822156 0,2162211 0,28!6820! 0,646411 0,40546511 0,448024!2 0,448024!2 0,40546511 0,6914!18 0,58!!8666 0,!500559 0,58!!8666 0,690!996 0,8109022 0,6914!18 0,8!5468!4 0,8109022 1,09861229 1,280985 1,280985 1,185626! 2,19!22458 1,862946 1,!11!16!6 1,!91!594! 1,9!40810 2,48490665 2,19!22458
T= 20ºC [HCl]= 2N [Sacarosa]= 20% (g sac/ml)
25 ml 25 ml
Laboratorio de Reactores
sabemos αo=5
ln C = lnCo - K t α"=-0,95 α
5 4,05 2,5 2,4 1 0, -0,8 -0,8 -0,55 -0, 0 0 -0,4 -0,6 -0,4 -0,6 -0,8 -0,8 -0,85
t [s] Ln [(αo- α")/(α- α")] 15,6 0 25,2 0,1!951 441 0,4096!564 564 0,54501699 681,6 0,5!4408! 840,6 1,11556185 9!1,4 1,56024!6! 108!,2 ,6805112 121!,4 ,6805112 145,8 2,69968195 14! 2,2141!414 1624,2 1,8468451 1!41,2 1,8468451 1869,6 2,8122822 200,4 2,8214 2128,8 2,8122822 225,6 2,8214 2461,2 ,6805112 258!,2 ,6805112 2!08,4 4,0859!61
Te'e%$ e &ue"; ue ; e&u;&'$es %e A##e'us es 'Ju; ;: - , -$ 6ERT
Laboratorio de Reactores
- , L -$ ER*1T+ como tenemos datos para 18 2 4 " X# a una concentración de 2+: T *+
-
!2 !2
214E698 112E698
292
?71E698
L 1T 6 1!8?1!4 99927227? 612882 999241!? 6 11?8?48 999229922
'aciendo una regresión &inea& tenemos ue:
6ER , 67 E 67 Ee donde despeamos e& va&or de ,:
E, 4.17 E 64 Km$/ ?. C$&us'$es 4 Re&$me%;&'$es ♣ De"e#m';&'( %e >
,& coe5iciente de corre&ación r Y 18 por &o ue es posib&e decir ue e& comportamiento de &os datos se asemea a una recta 4 consecuentemente e& orden de &a reacción CD es igua& a uno. %
dc dt
F V′W c
>,1
&a constante de ve&ocidad es V ZWO+ F H.
♣ De"e#m';&'( %e
#omo $a4 una apro6imación a 2 4 a 1 para saber a u3 orden pertenece8 &a reacción &&evada a 2+ tiene ma4or numero de datos adems ue &a so&ución de '; 5ue preparada en ese momento8 sin embargo &a so&ución de 2 + 5ue preparada con anticipación puede ser e& caso de ue e6istía impurezas8 por esa razón se tomara e& va&or de 1 ♣ De"e#m';&'( %e
?ti&izamos &as VW de &as di5erentes e6periencias 4 rea&izamos una regresión &inea& obteniendo e& va&or de :
Y , 9.97
Laboratorio de Reactores ♣ De"e#m';&'$ %e E
e obtuvo &os va&ores de V a di5erentes temperaturas 18 2 4 " X# #on &a a4uda de &a ec. Ee Arr$enius 4 regresión &inea& se obtuvo e& va&or de :
E, 4.17 E 64 Km$/ Tenemos :
F 1
,F O.1H , %O /mo&
[F1 \F.H 7.1 Re&$me%;&'$es ,& reactor debe de uedar comp&etamente &&eno8 sin &a presencia de burbuas de aire8 por &o cua& es conveniente entrenarse con e& &&enado antes de iniciar &a prctica8 4a ue cuando se mezc&a &a sacarosa con e& cata&izador8 esta empezar a reaccionar inmediatamente8 por &o cua& debemos &&evar&a a& po&arímetro en e& menor tiempo posib&e. • Eebido a ue &a e6actitud en &a medición depende de& oo de& observador8 3sta debe de ser rea&izada por una so&a persona durante toda &a prctica para minimizar e& error. • +o es recomendab&e usar cidos 5uertes ni temperaturas e&evadas8 pues en estas condiciones8 no so&o se provoca &a $idró&isis de& disacrido8 sino tambi3n &a des$idratación de &os monosacridos 4 &a 5ormación de co&ores 4 o&ores indeseab&es •
ILIOGRAFIA.6
#mara =. ]nge&8 >arcía @. Javier8 Quero& A. ,nriueP
)rcticas de
Laboratorio de Química *ísicaP ?niversidad )o&it3cnica de (adridP (adrid8
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