实验7 旋光物质化学反应反应动力学研究分析

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1、...页眉旋光物质化学反应反应动力学研究——蔗糖转化反应【摘要】本实验通过了解反应物浓度与旋光度之间的关系，进而测定蔗糖转化反应过程中旋光度与时间的关系来测定蔗糖转化反应的速率常数、半衰期、表观活化能及相关参数。具体实验过程中通过对温度、 蔗糖浓度、 盐酸浓度这三个变量的控制来检验温度、 反应物浓度、 催化剂浓度等因素对反应的影响。 实验时以旋光度来表征反应进行的程度。【Abstract】Thisexperimentthroughtheunderstandingofreactantconcentrationandtherelationshipbetweentherot

2、ation,andthedeterminationofsucroseconversionreactionintheprocessoftherelationshipbetweenrotationandtimetodeterminetherateconstantofsucroseconversionreaction,half-life,apparentactivationenergyandtherelatedparameters.Specificexperimentsoftemperature,sucroseconcentration,hydrochloricacidco

3、ncentrationcontrolofthethreevariablestotesttemperature,concentrationofreactants,theinfluenceoftheconcentrationofcatalystonthereaction.Experimentwithrotationtorepresentthedegreeofreaction.【关键词】旋光度速率常数【Keywords】Rotationrateconstant一、实验目的与要求：1、测定蔗糖转化反应的速率常数和半衰期。2、了解反应物浓度与旋光度之间的关系。3、了解旋光

4、仪的基本原理，掌握旋光仪的正确使用。二、预习要求：1、了解用旋光仪测定蔗糖水解速率常数的原理和方法。2、简单了解旋光仪的构造和使用，了解旋光仪测定比旋光度的原理和方法。三、实验原理：反应速率只与某反应物浓度成正比的反应称为一级反应，即8……(1)式中：k是反应速率常数，CA是反应物的浓度，t是时间，设为反应物起始浓度，积分可得： 8……(2)若以lnCA对t作图，可得一直线，其斜率的绝对值即为反应速度常数k。反应速度还可用半衰期t1/2来表示。若为在t时间内已经起反应了的反应物浓度，则在ｔ时的反应速度为：积分可得：8……(3)当反应物浓度为起始浓度一

5、半时，即时所需之时间，称为半衰期t1/2，显然，....页脚...页眉8……(4)上式说明一级反应的半衰期只决定于反应速度常数k，而与起始浓度无关。这是一级反应的一个特点。蔗糖转化的反应方程式为：C12H22O11（蔗糖）＋H2OC6H12O6（葡萄糖）＋C6H12O6（果糖）此反应的反应速度与蔗糖的浓度、水的浓度以及催化剂H＋的浓度有关。在催化剂H+浓度固定的条件下，这个反应本是二级反应，但由于有大量水存在，虽然有部分水分子参加反应，但在反应过程中水的浓度变化极小。因此，反应速度只与蔗糖浓度成正比。其浓度与时间的关系，符合(1)式的条件，所以此反应为一级反应

6、。若在反应过程中的不同时间测得蔗糖的相应浓度，代入上式即可求得该反应的速度常数k。测定反应进程中某一时刻反应物或产物的浓度有两种方法：1、化学方法是在反应过程中每经过一定的时间取出部分反应混合物，并用化学的方法使其反应立即停止，记录时间，分析此时反应混合物中产物或反应物的浓度。这种方法得到的结果比较准确，重复性较好，但操作的手续较为繁琐，有些反应让其中止比较困难。2、物理方法是利用反应体系中反应物或产物的某些物理性质（例如导电性、旋光性、吸光、体积、压力、折光等）与物质浓度的关系，通过测量这些物理性质的变化来确立物质的浓度。用物理方法进行测量时要满足以下条件：1、物

7、理性质与反应物质的浓度要有简单的线性关系，最好是正比关系。2、在反应过程中反应体系的物理性质要有明显的变化。3、不能有干扰因素。4、有较好的测量仪器设备。物理法的优点在于不需从反应体系中取出样品，可直接测定，它不需要停止反应而可连续迅速地进行分析，且可将物理性质变成电信号进行自动记录等。但对于那些反应中有副反应或少量杂质对所测量的物理性质影响较灵敏时将会造成较大的误差。本实验是根据反应物与生成物均含有不对称碳原子，它们都具有旋光性，但旋光能力不同这一特点，可用体系反应过程旋光度的变化来量度反应的进程。测量旋光度所用的仪器称为旋光仪。溶液的旋