实验九旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数

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1、实验九旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数专业：11化学姓名：赖煊荣座号：32同组人：黄音彬、李小明时间:2014.3.11I、实验目的1.测定蔗糖在酸存在下的水解速率常数。2.了解该反应的反应物浓度与旋光度之间的关系。3.了解旋光仪的基本原理，掌握旋光仪的正确使用方法。II、实验原理蔗糖水溶液在有氢离子存在时产生水解反应：C12H22O11+H2O〔H+)CgH12()6+Cf,H12O6蔗糖葡萄糖果糖蔗糖、葡萄糖、果糖都是旋光性物质，其比旋光度为：(ad2°=66.65°(aD20=52.5°(a果)D2(,=-91.9°蔗糖水解为假一级反应，其速率方程式可写成：Ina/(a-x)=

2、kt设反应方程式为：A+B-X+Y设反应物和生成物对某物理量入(这里是旋光度)的贡献分别是Xa、Xb、Xx、入y,分另1J是：入a=l(A〕；入b=m〔B〕；入x=n〔X〕；入y=p〔Y)因入=入a+入b+入x+入y,而在反应进程中：入a=l(a-x);入b=m(b-x)=m((b-a)+(a-x))；入x=nx;入y=px入=(1+m)(a-x)+m(b-a)+(n+p)x(2)在(2)式右端加、减a(n+p),然后合并得入=(1+m-n-p)(a-x)+m(b-a)+a(n+p)反应开始时，a-x=a；反应完毕时，a-x=O入o=(l+m-n-p)a+m(b-a)+a(n+p)(

3、3)式-(5)式入-入co=(l+m-n-p)(a-x)入«»=m(b-a)+a(n+p)⑹⑴它们与浓度的关系⑶⑶(4)式-(5)式入0-人«,=(l+m-n-p)a(7)如果m、n、p为零，即这些物质与X无关，则X««=0,(8)式简化为InX0/X=kt(9)对本实验而言，以旋光度代入(8)式，得一级反应速率方程式：ln(ao-a-)/(a-a»)=kt(10)以ln(a-a一对t作图，直线斜率即为-k。Idat-aco=(a0-aTO)e_(11)at+A-aoo=(a0-aoo)e'k(l+M(12)(11)式-(12)式at-at+A=(a0-a„)e-kt(l-e_kA)

4、取对数ln(at-at+A)=ln[(a0-a»)(l-ekA)]-kt(13)从(13)式可看出，只要△保持不变，右端第一项为常数，从作图所得直线的斜率即可求得k。△可选为半衰期的2—3倍，或反应接近完成的时间之半。本实验可取A=30,每隔5min取一次读数。III、仪器与试剂全自动旋光仪一套，容量瓶(50mlor25ml))—个，移液管(25ml)—支，100ml锥形瓶一个，50ml烧杯一个，搅拌棒一支；4mol-l^HCl,蔗糖。IV、实验步骤1.先作仪器零点校正。2.在小烧杯中称取蔗糖约5g，用少量蒸馏水溶解，倾入25ml容量瓶中，稀释至刻度，再倾入100ml锥形瓶中。又用2

5、5ml移液管吸取Anohr1盐酸溶液放入锥形瓶中，及时记录反应开始时间，混合均匀，尽快用此溶液淌洗旋光管后立即装满旋光管，盖上玻璃片，注意勿使管内存在气泡，旋紧管帽后(用滤纸擦去管外的溶液，以防酸液腐蚀旋光仪)即放置在旋光仪中测出旋光度。此后每隔5min测一次，经一小时后停止实验。V、数据记录与处理1、实验数据记录表1实验室条件的记录表表2取△为30min,每5min取一次数据（每个点快速读取三个值而求平均值），列出记录表格:t/minat(t+A)/minat+Aat-at“In(ciral+A)IIIIII平均值IIIIII平均值513.17213.14213.11013.143

6、355.8855.8205.8005.8357.3081.9891011.78211.75011.71311.743404.6704.6254.5954.6307.1141.9621510.55010.51010.48510.515453.5653.5353.5053.5356.9801.943209.4359.3859.3659.395502.5802.5402.5202.5476.8481.924258.2808.2458.2258.250551.6451.6001.5851.6106.6401.893307.0357.0056.9857.008600.7950.7750.765

7、0.7786.2301.829由图可知：直线斜率为-0.0059故蔗糖转化反应的速率常数k=0.0059VI、结果分析温度/°c压力/hp湿度/%21.91022.754.922.11022.055.0根据上述结果分析，可知蔗糖水解反应的速率受多种因素的影响，主要有以下几个方面:(1)催化剂。蔗糖在纯水中水解速率很慢，通常需要加入催化剂以加快转化速率，但催化剂的种类与浓度均会影响反应速率。本实验采用HC1溶液作催化剂，保持浓度不变，这在一定程度上避免了催化