实验二蔗糖水解反应速率常数的测定

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1、实验二蔗糖水解反应速率常数的测定学号：班级：姓名：实验目的(1)(2)(3)了解反应物浓度与旋光度的关系。测定蔗糖水解反应的速率常数和半衰期。了解旋光仪的基本构造与原理，学会使用旋光仪。仪器与试剂实验仪器：旋光仪，计时器，恒温水浴一套，磨口锥形瓶(lOOmL),烧杯(lOOniL)实验试剂:蔗糖(200g/L),盐酸(2mol-Lk)o三、实验原理蔗糖在水屮转化成葡萄糖与果糖，其反应方程式：C]2H22O

2、]+H2O====。6比2。6+。6比2。6(1)(蔗糖右旋)(葡萄糖，右旋)(果糖，左旋)木实验使川2mol/L的HC1做催化剂，反应的速率与蔗糖浓度、水的浓度以及HC1的浓度

3、冇关。在HC1的催化作用下，这是一个二级反应。但是，反应中有大量水存在，可认为在反应両后水的浓度没有改变，故此反应可看成一个级反应，动力学方程式为积分式为:In乡二KtC.•.K*怜(2)反应的半衰期r1/2=竽=0.693/k(3)k•其中Co为廉糖的初始浓度；C为t时间蔗糖的浓度；K为水解反应的速率常数。在不同时间测定反应物的浓度，并以In®对t作图，可得到一直线，由斜线斜率可算出反应物速率常数ko由于反应不断的进行，要得出某时刻的反应物浓度比较困难。但根据反应蔗糖以及生成物的旋光能力不同，利用反应中旋光度的改变来量度反应的进程。山于蔗糖是右旋的，水解混合物是左旋的，所以偏振面

4、将山右旋到左旋。偏振面的转移角度为旋光度，以Q表示。旋光度与溶液屮所含旋光物质的种类、浓度、厚度、光源波长等有关(这些影响用B表示)。当其他条件固定时，旋光度Q与浓度C呈线性关系-a二Bc物质的旋光能力用比旋光度[Q]表示,廉糖、匍萄糖、果糖的比旋光度为[a蔗糖]^=+66.65°,[a蔗糖]芳=+52.5°,[a果糖]=-91.9°正值表示右旋，负值表示左旋。可见当水解反应进行时，右旋角不断减小，当反应终了时体系将经过零变成左旋。旋光度与浓度成正比，口溶液的旋光度为各组成旋光度之和(加和性)。若以5、ar分别为反应时间0、t、a时溶液的旋光度，则可导出：Co©c(aq—Qoo),

5、ct«(at~a8)(4)将式(4)代入式(2)可得：In5"二kit或In（._aoo）二一kt+ln（Q—―）陽・a®四、实验步骤1.旋光仪零点调节在旋光管屮注入纯水，放入旋光仪暗箱中，开启旋光仪电源预热10分钟，待钠光灯稳定示，开启测量开关，光屏应显示值为00.000,若示值不为00.000,可按清零键使其归零。2.蔗糖水解过程中G的测定直接取200g/L的蔗糖溶液少许于1OOmL十燥的锥形瓶中，再取和蔗糖同样多少的加的HC1溶液加到蔗糖溶液的锥形瓶中混合，并在HC1溶液加入一半时开始计时，不断振荡摇动,迅速収少量混合液清洗旋光管二次，然后以此混合液注满旋光管，盖好玻璃片，旋

6、紧套盖（检查是否漏液，有气泡），擦净旋光管两端玻璃片，立刻宜于旋光仪屮，盖上箱盖，仪器数显窗将显示出该样品的旋光度。反应开始第2min时读取第一个数据，第5min时读取第二个数据，之后每5min读取一次，一直测量到旋光度为负值为止。3.as的测定将步骤3中剩余的混合液置于60〜70°C水浴内恒温60min以上，使其加速反应至完全，然后取出，冷却至水浴温度温，测具旋光度，此值即可认为是a0五、数据处理反应时间/min0510152025303540oo3.8652.7001.9101.1750.5900.130-0.235-0.55-0.755-1.33ai一5.1954.0303.

7、2402.5051.9201.4601.0950.780.5750In（ai-aJ1.6481.3941.1760.91830.65200.37840.0908-0.2485•0.553412mol•1反应温度：—°C:200g•1'盐酸浓度:二系列1二线性係列1）—线性（系列1）计算反应的半衰期ti/2由上面得到斜率为-0・0548所以k二0.0548I八亠In2由公式=0.693/k=0.693/0.0548=12.65mink所以半衰期得ti/2=12.65min六•思考题：1.蔗糖溶液为什么可粗略配制？答：蔗糖水解为一级反应，反应物起始浓度不影响反应速度常数，乂因为蔗糖浓度

8、大用量较多，量值的有效数字位数较多，故不需要精确称量，只要用上皿天平称量就可以了。1.蔗糖的转化速度和哪些因素有关？答：与温度冇关和浓度，温度影响速率常数，是一级反应，所以速率和浓度也冇关系.2.反应开始时，为什么将盐酸溶液倒入蔗糖溶液中，而不是相反？答：盐酸是催化剂，用量很少，加入到蔗糖中不会对溶液温度产生太大的影响•就是把盐酸加入到蔗糖中。七、实验总结（1）实际实验中没有量取25mLHcl和蔗糖等体积混合，所以在实验时盐酸不能取少（反应太慢）也不要取多（速度太快，