蔗糖转化反映动力学实验报告

《蔗糖转化反映动力学实验报告》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、蔗糖转化反应动力学班级：09111101组号：第八组8一、实验目的（1）测定蔗糖水溶液在酸催化作用下的反应速率常数和半衰期（2）了解旋光度的概念，学习旋光度的测量方法及在化学反应动力学研究中的应用二、原理蔗糖砸水溶液中的转化反应C12H22O11（蔗糖）+H20H+C6H12O6(葡萄糖)+C6H12O6（果糖）这是一个二级反应，在纯水中反应速度极慢，通常需要在H的催化作用下进行。当蔗糖含量不是很大的时候，反应过程中的水是大量存在的，尽管有部分水分子参与了反应，但是仍可以认为整个反应中的水的浓度是不变的；H+是催化剂，其浓

2、度保持不变。则此蔗糖转化反应可以看做是准一级反应，其反应速率是：v=-dc蔗dt=dc葡dt=dc果dt=kC蔗式中，k为蔗糖转化反应速率常数，c蔗为时间t时蔗糖的浓度。当t=0时，蔗糖的浓度为C0，蔗，对上式积分：lnCo,蔗C蔗=kt当C蔗=12Co,蔗时，相应的时间t即为半衰期t1/2，且有：t1/2=ln2k=0.6931k测定不同的时间t时的C蔗可求得k。旋光性物质的旋光角为：8α=αmmA式中αm为旋光性物质的质量旋光本领，与温度、溶剂、偏振光波长等有关；m为旋光性物质在截面积为A的线性偏振光束途径中的质量。由

3、此式可得：α=αmnMlAl=αmMl式中，A为常数。已知在293.15K，以钠的D光线为光源时，蔗糖、葡萄糖、果糖的旋光本领αm分别为1.16×10-2rad·m2·kg-1,0.92×10-2rad·m2·kg-1,-1.60×10-2rad·m2·kg-1。因此，随着反应的进行。旋光角会发生变化，蔗糖和葡萄糖为右旋，果糖为左旋，所以在反应的过程中右旋角不断减少，反应完毕时溶液为左旋。蔗糖水解反应中，不同的时间t时，反应物、生成物的浓度为：C12H22O11（蔗糖）+H20C6H12O6(葡萄糖)+C6H12O6（果糖

4、）t=0Co,蔗00t=tC蔗Co,蔗-C蔗Co,蔗-C蔗t=∞0Co,蔗Co,蔗当t=0时，α0=A蔗Co,蔗；当t=t时，αt=A蔗Co,蔗+A葡（Co,蔗-C蔗）+A果（Co,蔗-C蔗）；当t=∞时，α∞=（A葡+A果）Co,蔗；整理有：Co,蔗=α0-α∞A蔗-A葡-A果C蔗=αt-α∞A蔗-A葡-A果8因此：k=1tlnCo,蔗C蔗=1tlnα0-α∞A蔗-A葡-A果lnαt-α∞=-kt+ln⁡(α0-α∞)以lnαt-α∞对t作图，则图为一条直线，有直线的斜率可以求得蔗糖转化反应的速率常数k.一、仪器与试剂旋

5、光仪、恒温槽、秒表、容量瓶（250ml）、容量瓶（50ml）、磨口塞锥形瓶（250ml）、烧杯（100ml、1000ml）、移液管（50ml）、HCl溶液（3.0mol·dm-3）二、实验操作1）打开恒温槽两个，分别设定温度为25℃、55℃；2）打开旋光仪电源开光预热10min，然后打开光源开关预热20min。3）称取10.0g蔗糖用少量水溶解，转移至50ml容量瓶中，定容。4）用装有去离子水的样品管放入旋光仪样品室，待读数稳定后按“清零”键5）用移液管取50mlHCl溶液（3.0mol·dm-3）于干燥、洁净磨口塞锥形瓶

6、（250ml）中6）将定容的蔗糖溶液倒入另一只干燥、洁净磨口塞锥形瓶（250ml）中，将上述干燥、洁净磨口塞锥形瓶中液倒入蔗糖溶液中，同时启动秒表。两瓶来回倒几次。7）迅速用混合溶液洗涤旋光测试管两次，然后再测试管8中装满溶液，用擦镜纸将测试管两端擦干，迅速放入旋光仪中，测的第一个数据α1，以后每隔1—3min测量一次，同时记录相应的时间，每次测量后将测试管置于25℃恒温槽，测量时在取出用擦镜纸擦干测量。15分钟之后可延长时间间隔，直至旋光度出现负值。1）将测试液倒入剩余混合液置于50℃—60℃水浴中保温30min，然后放

7、入25℃恒温槽中冷却至25℃，再测得α∞。2）充分洗涤测试管，擦净之后放回仪器盒，以防酸蚀。一、数据记录与处理实验原始数据：n(HCl)=3.0mol/dm3反应温度：25℃α∞=-3.920rad实验序号时间/min旋光角/°实验序号时间/min旋光角/°12.50012.1261122.0103.45023.78511.8721225.0582.69635.35211.3441327.8052.04446.85110.6661430.9541.39058.3339.8501533.5630.93669.9698.806

8、1636.2790.488711.9867.4841739.2170.118814.3206.2181842.235-0.288917.0884.9761943.401-0.4481020.0294.000根据实验数据绘制αt~t图像：8根据实验数据绘制ln⁡(αt-α∞)~t图像：通过直线拟合可以知道