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时间:2019-08-13
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1、物理化学实验报告蔗糖的转化 物理化学实验报告 实验名称:蔗糖的转化 实验日期:20XX年3月29日 姓名:王一航编号:14—1学号:00927003室温:℃大气压: + 【摘要】蔗糖转化是一级反应,若催化剂H浓度固定,水大量存在,则其反应速率只与蔗糖浓度成正比。本实验利用反应物蔗糖(右旋性)及生成物果糖(左旋性)的旋光度不同,旋光度与物质浓度的正比关系,通过测定反应不同时间的旋光度,拟合lg(αt-α∞)与t关系曲线,即可测定蔗糖转化的反应级数、求得反应速率常数k,并k值计算反应的半衰期t1/2 1/10 物理化学实验报告 【引言】 一、实验目的: 1.根据物质的光
2、学性质研究蔗糖转化反应,测定其反应级数、速度常数和半衰期2.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:1.一级反应: 反应速率只与某反应物浓度成正比:— dckc,ln(c0/ct)=ktdtK:反应速率常数;ct:反应物在时间t时浓度。 设反应物起始浓度为a,t时间内已经起反应的反应物浓度为x,则在t时反应速率为: -d(a-x)/dt=k(a-x),积分可得t=1/k*ln(a/a-x) 半衰期(x=a/2时所需时间):t1/2=1/k*ln(a/a-1/2a)=/k2.蔗糖反应: 反应式:C12H22O11+H2OHC6H12O6+C6H12O6
3、(蔗糖) (葡萄糖) (果糖) 在催化剂H浓度固定、水大量存在下,可认为反应速率只与蔗糖浓度成正比,即为 一级反应。3.反应的旋光性: 蔗糖为右旋性,比旋光度D=°,生成物葡萄糖为右旋性,D=°。 2020+ 果糖为左旋性,D=-°.因为旋光度与反应物浓度成正比=Kc,,可用体系反应过程中旋光度变化测量反应进程。 蔗糖水解时,右旋角不断变小,反应终了时,体系变成左旋。设最初旋光度为0,最后旋光度为,则有 0=K反c0;=K生c0 K反、K生为反应物与生成物比例常数;c0为反应物初始浓度,也即生成物最后浓度。时间t时,蔗糖浓度为c,旋光度为,则t=K反+K生可得c0=
4、 0K反K生=K,c0= ′ tK反K生=K ′ 带入t=*ln(a/a-x),可得t=(1/k)*ln/(αt-α∞))或lg(αt-α∞)=-kt/+lg 以lg(αt-α∞)对t作图,斜率可求得反应速率常数k 2/10 物理化学实验报告 三、实验方法: 用旋光仪测定反应体系的旋光度,原理如下: 光路:起偏镜——石英条——旋光管——检偏镜——刻度盘——望远镜——人眼从钠灯光源发出的光线通过起偏镜成为平面偏振光,在半波片处产生三分视场。如图所示: 大于或小于零视场 零视场 大于或小于零视场当视场中三部分暗度一致时,对应仪器零点,有时仪器存在系统误差,需要进行零
5、点校正。当放入待测溶液的试管后,于溶液的旋光性,使平面偏振光旋转了一个角度,零度视场发生了变化,三分视场的明暗不再一致。此时转动检偏镜一定角度,能再次出现暗度一致的视场。检偏镜第一次黑暗到第二次黑暗的角度差即为被测物质的旋光度。 【实验部分】一、仪器药品: 1、仪器:WXG-4圆盘旋光仪、秒表、超级恒温槽、移液管、磨口锥形瓶、量筒、台秤、洗耳球、水浴装置 2、药品:蔗糖、盐酸 二、实验步骤: 1.找旋光仪零点: 蒸馏水为非旋光性物质,可用来校正仪器的零点。洗净恒温旋光管,加液口加入去离子水至满,此时管内不应有空气泡存在,用滤纸擦管外壁,再用擦镜纸将旋光管两端擦干净。放入旋光仪
6、,打开电源,预热5-10min,钠灯发光正常。调目镜聚焦,使视野清晰;调检偏镜至三分视野暗度相等为止,记录检偏镜旋转角α,重复取平均值,即为仪器零点。将超越恒温槽调至25℃。2.配制蔗糖溶液: 粗天平称取15g蔗糖溶于75mL蒸馏水,若浑浊应过滤一次。 3/10 物理化学实验报告 3.测定体系的旋光度: 移液管取25mL蔗糖溶液于100mL干燥锥形瓶,另一只移液管取25mL盐酸于同一锥形瓶,当酸放出一半时按下秒表开始计时。盐酸全倒入后迅速摇匀混合液,迅速用少量混合液洗涤旋光管三次,再装满,擦净后尽快放入旋光仪,测定规定时间的旋光度。 测量时先将三分视场调节到全暗,立刻记下时间
7、后再读取旋光角。在开始15min内,最好每分钟记录一次读数,以后间隔可加长,直至旋光角右旋变为左旋为止。5.α∞的测定: 测定旋光角右旋变为左旋后,可将剩余的反应混合物放入55℃恒温槽中加热40min,使反应充分后,再冷却至室温,测定体系的旋光度,连续读数三次平均值。于反应液的酸度很大,因此样品管一定要擦干净后才能放入旋光仪内,以免酸液腐蚀旋光仪,实验结束后必须洗净样品管。 【实验数据记录及处理】1.蔗糖浓度: 称量质量为
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