蔗糖水解常数的测定

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1、物理化学实验报告学号：姓名：班级：蔗糖水解反应速度常数的测定平均室温：10.1℃平均气压：97.95Kpa同组人：日期：一、实验目的1、了解蔗糖水解反应体系中各物质浓度与旋光度之间的关系。2、测定蔗糖水解反应的速率常数和半衰期。3、了解旋光仪的基本原理，并掌握其正确的操作技术。二、实验原理一、基本原理：1.蔗糖的转化为一级反应蔗糖在H+催化作用下水解或葡萄糖和果糖，反应方程式为：C12H22O11+H2OC6H12O6+C6H12O6蔗糖葡萄糖果糖反应过程中水的浓度认为不变，在一定酸度下，反应速度只与蔗

2、糖的浓度有关，故蔗糖的转化反应视为一级反应。(1)反应速度公式和半衰期或反应时间，为时间时蔗糖的浓度，c0为反应开始时蔗糖的浓度。当反应进行一半所用的时间称为半衰期，用t1/2表示，则2.反应物质的旋光性蔗糖及其水解产物葡萄糖，果糖都都具有旋光性，即能使透过他们的偏振光的振动面旋转一定的角度，此角度称为旋光度，以表示。蔗糖，葡萄糖为右旋物质，旋光度为正值。果糖为左旋物质，旋光度为负值，数值较大，整个水解混合物是左旋的。所以可以通过观察系统化反应过程中旋光度的变化来量度反应的进程。2.1旋光度与比旋光度溶

3、液的旋光度与溶液中所含旋光物质的种类、浓度、液层厚度、光源的波长以及反应时的温度因素有关。为了比较各种物质的旋光能力，引入比旋光度这一概念，并以下式表示：（1）式中：为实验时的温度；为所用光源的波长；为旋光度；为液层厚度（常以10cm为单位）；为浓度（常用100溶液中溶有克物质来表示），式（1）可写成：（2）或（3）由（3）式可以看出，当其他条件不变时，旋光度与反应物成正比，即式中：是与物质的旋光能力、溶液层厚度、溶剂性质、光源的波长、反应时的温度等有关系的常数。蔗糖是右旋性物质（比旋光度66.6°），

4、产物中葡萄糖也是右旋性物质（比旋光度52.5°），果糖是左旋性物质（比旋光度-91.9°）。因此当水解反应进行时，右旋角不断减小，当反应终了时体系将经过零变成左旋。2.2旋光度变化与浓度变化的对应关系蔗糖水解反应中，反应物与生成物都有旋光性，旋光度与浓度成正比，且溶液的旋光度为各旋光度的和（加和性）。若反应时间为0，t,∞时溶液旋光度各为，，。可推导出：即ln(αt－α∞)=－kt+ln（α0－α∞）以ln(at-a¥)对t作图,由图所得直线斜率求k值，进而求半衰期t1/2。三、仪器与试剂仪器：旋光仪，

5、停表，恒温水浴一套，移液管(25ml)，磨口锥形瓶(100ml)，烧杯(100ml)，台秤，洗耳球。试剂：蔗糖(AR)，盐酸(2mol·L-1，AR)。四、主要实验步骤1、旋光仪的校正打开旋光度仪器预热几分钟，旋光管内注满蒸馏水，旋紧套盖，用纸擦净两端玻璃片，放入旋光仪内，盖上槽盖。调节目镜使视野清晰。然后旋转检偏镜能观察到明暗相等的三分视野为止，记下刻度盘读数，重复操作三次，取其平均值，此即为旋光仪零点。测毕取出旋光管，倒出蒸馏水。2、测定：①配制蔗糖溶液：用天平称取10g蔗糖放入烧杯内，加少量蒸馏水

6、溶解后转移到50ml容量瓶中，稀释至刻度。②旋光度的测定：取25ml蔗糖溶液，置于干净的锥形瓶中，再用移液管吸取25ml2mol·L-1HCl注入蔗糖溶液中。当盐酸溶液注入一半时，开始计时（作为反应开始的时间）。HCl全加入后混合均匀，迅速用少量混合液洗旋光管两次，然后将反应液加入旋光管内，测定，5min，10min，15min，20min，25min，30min，40min，50min，60min，依次各测一次旋光度。3、的测定：将剩余的混合液放入60℃的恒温水浴中，加热30min后取出,冷却到室温，

7、再装入旋光管测定。五、数据处理与结果讨论室温：10.1℃HCl浓度：2mol·L-1表1时间/minαtα∞αt-α∞ln(αt-α∞)k6.636.20-2.208.402.12820.002910.56.108.302.116315.556.058.252.110220.456.008.202.104125.675.858.052.085733.875.657.852.060552.325.207.402.001570.074.857.051.953077.514.706.901.931581.19

8、4.606.801.916992.484.406.601.8871100.084.256.451.8641108.924.106.301.8405125.933.806.001.7918以ln(-)对t作图，由直线斜率求斜率-k=-0.00290∴k=0.0029可求反应的半衰期t1/2=ln2/K=0.693/K=238.97min五、注意事项1、在放置旋光管上的玻璃片时，将玻璃盖片沿管口轻轻推上盖好，再旋紧套盖，勿使其漏水或产生气泡。2