实验报告蔗糖水解反应速率常数测定

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1、蔗糖水解反应速度常数测定报告人:日deng同组人：实验时间2011年05月24一、实验目的1.根据物质的光学性质研究蔗糖水解反应，测定其反应速度常数。2.了解旋光仪的基本原理、掌握使用方法。二、实验原理廉糖在水中水解成葡萄糖与來糖的反应为:C

2、2比21+丹20》4-C6Hi2O(>蔗糖葡萄糖果糖为使水解反应加速，反应常常以十作催化剂，故在酸性介质屮进行。水解反应中水是人量的，反应达终点时虽有部分水分子参加反应，但与溶质浓度相比可认为它的浓度没有改变,故此反应可视为一级反应，其动力学方程式为：dt或^=-ln^(7-2)tc式中：c()为反应开始时蔗

3、糖的浓度，C为时间/时蔗糖的浓度。当c=c0/2时，用仏表In2示，即为反应的半衰期。(7-3)上式说明一级反应的半衰期只决定于反应速度常数比而与反应物起始浓度无关，这是一级反应的一个特点。蔗糖及其水解产物均为旋光物质。当反应进行时，如以一朿偏振光通过溶液则町观察到偏振面的转移。蔗糖是右旋的，水解的混合物中冇左旋的，所以偏振面将由右边旋向左边。偏振面的转移角度称之为旋光度，以Q表示。因此可利用体系在反应过程屮旋光度的改变来量度反应的进程。溶液的旋光度与溶液小所含旋光物质的种类、浓度、液层厚度、光源的波长以及反应吋的温度等因素有关。为了比鮫各种物质的

4、旋光能力弓I入比旋光度［a］这一概念并以下式表示（y（7-4）lc式小J为实验时的温度；D为所用光源的波长，&为旋光度,/为液层厚度（常以10c加为单位）；c为浓度（常用100mL溶液中溶有加克物质来表示），式可写成：[a]=—-—LJdl-m/l00或a=[a]D（7-5）由（7-5）式可以看出，当其他条件不变时，旋光度Q与反应物浓度成止比，即cc=Kc（7-6）式小K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[Q]；=20。，产物中葡萄糖也是右旋性物质（比旋光度=52.5°）果糖

5、是左旋性物质（比旋光度[⑵亍=-91.9°）,因此当水解反应进行时,右旋角不断减小，当反应终了时体系变成左旋。因为上述蔗糖水解反应屮，反应物与生成物都具有旋光性。旋光度与浓度成正比且溶液的旋光度为各组成旋光度Z和（加合性）。若反应时间为0、八8时溶液的旋光度各为兔心，％,则可导出：=-lnty(7-7)可改写为ln(at-aj=-kt+In(a0-aJ(7-8)由（7-8）式可以看出如以In（匕-乙）对（作图可得一直线，由直线的斜率即可求得反应速度常数R。木实验就是用旋光仪测定匕,乙值、通过作图由截距可得到闵。容量瓶（50讥）1个;恒温槽1套；移液

6、管（25加厶）2支;三、仪器和试剂旋光仪1台；旋光管（带有恒温水外套）1支;锥形瓶（100/nL）2个；2mol-L1HCI溶液;烧杯(100/hL>500mL)各1个;蔗糖(分析纯)。1.将恒温槽调节到6()°C恒温，然后将旋光管的外套接上恒温水。2.旋光仪零点的校止洗净旋光管各部分零件，将旋光管一端的盖子旋紧，向管内注入蒸徭水，取玻璃盖片沿管口轻轻推入，盖好后再旋紧套盖(操作时不要用力过猛，以免压碎玻璃片。)，勿使其漏水或有气泡产纶。用滤纸或干布擦净旋光管两端玻璃片，并放入旋光仪中，盖上槽盖，遮上黑布，打开旋光仪电源开关，调节H镜使视野清晰，然

7、后旋转检偏镜，使在视野中能观察到叨暗相等的三分视野为止(注意：在暗视野下进行测定)，记下刻度盘读数，重复操作三次，取其平均值此即为旋光仪的零点。测毕取出旋光管，倒出蒸馆水。3.蔗糖水解过程屮少的测定称取10g蔗糖溶于蒸馆水屮，川50mL容量瓶配制成溶液。如溶液混浊，需进行过滤。用移液管取25mL蔗糖溶液和50mL2mol•㈡HCI溶液分別注人两个10()讥干燥的锥形瓶中，并将此二锥形瓶同时置于恒温槽屮恒温10〜15分钟。待恒温后取25mL2mol溶液加到蔗糖溶液的锥形瓶中混合，并在HCI溶液加人一半吋开动停表作为反应的开始时刻，不断振荡摇动，迅速取

8、少量混合液清洗旋光管二次，然后将此混合液注满旋光管，盖好玻璃片旋紧套盖(检查是否漏气，冇气泡)擦净旋光管两端玻璃片，立刻置于旋光仪中盖上槽盖和黑布。测最各时间/时溶液的旋光度匕，测定时要迅速准确。当三分视野暗度调节相同后，先记下时间再读取旋光度数值。可在测定笫一个旋光度数值Z后的5、1()、15、2()、30、50、75和100分钟各测一次。4.的测定为了得到反应终了时的旋光度乞,，将步骤3中的混合液保帘好，48小时后重新恒温观测其旋光度，此值即为/八也可将剩余的混合液置于60°C左右的水浴小温热30分钟，以加速水解反应，然后冷却至实验温度。按上述

9、操作，测其旋光度，此值即町认为是&力。需要注意的是测到30分钟后，侮次测量间隔吋应将钠光灯熄灭，以免因长期过热使用而损坏，