Opgave Oktober: Hoofdpijn



Dovnload 2.86 Mb.
Pagina6/26
Datum26.10.2018
Grootte2.86 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   26

Opgave Januari: Zoeter door zuur

De zoetheid van frisdrank die lang bewaard wordt, kan in de loop van de tijd veranderen. Dit komt doordat de zoetstof in frisdrank sucrose (= saccharose = tafelsuiker) is, een disaccharide die onder invloed van protonen gehydrolyseerd kan worden tot glucose en fructose volgens de vergelijking:

sucrose + H2O --> glucose + fructose

De snelheid van hydrolyse is afhankelijk van de pH. Bovendien neemt de reactiesnelheid toe als de temperatuur stijgt, zie tabel 1.

Tabel 1: Reactiesnelheid r als functie van pH en temperatuur.







  1. pH r (mg/l*h)

    50 °C

    70 °C

    80 °C

    100 °C

    4,6 25

    260

    830

    5320

    5,0 10

    110

    330

    2120

    5,4 4,0

    44

    130

    840

    6,0 1,0

    11

    33

    210

    6,4 0,40

    4,4

    13

    84

    6,8 0,16

    1,8

    5,2

    34

    7,0 0,10

    1,1

    3,3

    21



    Geef de reactievergelijking van de hydrolyse van sucrose in structuurformules, zodanig dat de afhankelijkheid van de pH verklaard wordt.

  2. De reactiesnelheid bij verschillende temperaturen en pH’s worden gegeven in tabel 1. Zet in een grafiek de reactiesnelheid (r) uit tegen de pH voor alle temperaturen. Is deze reactie van de nulde, eerste of tweede orde in [H+]? Motiveer je antwoord. Hint zie onder.

  3. Wat moet je in de grafiek tegen elkaar uitzetten om beter te kunnen extrapoleren? Voer dit uit voor elke lijn.

  4. Een fles cola (1,0 l) wordt 3 maanden bewaard bij 25 °C. Stel dat de pH van cola 2,0 is. Hoe groot is de hydrolysesnelheid onder deze omstandigheden? Schat deze waarde m.b.v. de grafiek uit vraag b.

  5. Cola bestaat voor 10% (g/g) uit suiker. Hoelang duurt het tot alle sucrose in de fles cola gehydrolyseerd is? Neem hierbij aan dat de dichtheid van cola 1,0 kg/l is en dat de reactiesnelheid onafhankelijk is van de concentratie sucrose.

  6. Wat voor consequenties heeft deze totale hydrolyse voor de zoetkracht? Gegeven: relatieve zoetkracht (zoetkracht van 1 mol ten opzichte van 1 mol sucrose) is voor glucose = 0,4 en voor fructose = 0,85.

Hint Oefenopgave Januari

  • De snelheid van een reactie is afhankelijk van verschillende parameters, zoals de concentratie van de reactanten, de temperatuur, de pH, de aanwezigheid van een katalysator enz. In het algemeen geldt voor de reactiesnelheid r van de volgende reactie: aA + bB --> cC + dD

r = k · [A]a · [B]b

Hierin is k de reactiesnelheidsconstante. De eenheid van de reactiesnelheid is mol/l·s of een vergelijkbare eenheid (hier mg /l · h).



  • Als de reactiesnelheid maar van één reactant afhankelijk is, is er sprake van eerste orde kinetiek. Dit is bijvoorbeeld het geval als de tweede reactant in overmaat of constante concentratie aanwezig is (ook wel pseudo-eerste orde genoemd) of als bij de snelheidsbepalende stap van de reactie slechts 1 molecuul betrokken is. Voor eerste orde kinetiek geldt:

r = k · [A]

Een plot van de reactiesnelheid tegen de concentratie A geeft dus een rechte lijn.



  • Een katalysator verlaagt de reactiesnelheidsconstante en dus de reactiesnelheid. Ook bij een katalysator kan er gesproken worden van de orde van (de snelheidsbepalende stap van) de reactie.

  • De temperatuurafhankelijkheid van reacties komt tot uitdrukking in de arrheniusvergelijking: k = A · e-Eo/RT, ofwel

ln k = -Eo/RT + lnA

Dit komt er kortweg op neer dat een plot van ln k tegen 1/T een rechte lijn oplevert. (In dit geval geeft ook ln r tegen 1/T bij een vaste pH een rechte lijn. Ga dit zelf na.)

Uitwerkingen Januari

1





Deel met je vrienden:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   26


De database wordt beschermd door het auteursrecht ©tand.info 2017
stuur bericht

    Hoofdpagina