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时间:2019-11-09
《旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数_实验报告》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、......(六)旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数一、目的要求1、测定蔗糖转化反应的速率常数和半衰期。2、了解该反应的反应物浓度与旋光度之间的关系。3、了解旋光仪的基本原理,掌握旋光仪的正确使用方法。二、仪器与试剂WZZ-2B自动旋光仪,样品管,秒表,恒温槽,量筒,锥形瓶,蔗糖水溶液,盐酸水溶液三、实验原理蔗糖在水中水解成葡萄糖与果糖的反应为C12H22O11(蔗糖)+H2OC6H12O6(葡萄糖)+C6H12O6(果糖)为使水解反应加速,反应常常以H+为催化剂。由于在较稀的蔗糖溶液中,水是大量的,反应
2、达终点时,虽然有部分水分子参加了反应,但与溶质(蔗糖)浓度相比可以认为它的浓度没有改变。因此,在一定的酸度下,反应速度只与蔗糖的浓度有关,所以该反应可视为一级反应(动力学中称之为准一级反应)。该反应的速度方程为:-dC/dt=kC其中C为蔗糖溶液的浓度,k为蔗糖在该条件下的水解反应速度常数该反应的半衰期与k的关系为:t1/2=ln2/k蔗糖、葡萄糖、果糖都是旋光性的物质,即都能使透过它们的偏振光的振动面旋转一定的角度,称为旋光度,以表示。其中蔗糖、葡萄糖能使学习参考......偏振光的振动面按顺时针方向
3、旋转,为右旋光性物质,旋光度为正值。而果糖能使偏振光的振动面按逆时针方向旋转,为左旋光性物质,旋光度为负值。 反应进程中,溶液的旋光度变化情况如下: 当反应开始时,t=0,溶液只有蔗糖的右旋,旋光度为正值,随着反应的进行,蔗糖溶液减少,葡萄糖和果糖浓度增大,由于果糖的左旋能力强于葡萄糖的右旋。整体来说,溶液的旋光度随着时间而减少。当反应进行完全时,蔗糖溶液为零,溶液中只有葡萄糖和果糖,这时,溶液的旋光度为负值。可见,反应过程中物质浓度的变化可以用旋光度来代替表示。 ln(t-)=-kt+ln(0-)
4、从上式可见,以ln(t-)对t作图,可得一直线,由直线斜率可求得速度常数k。四、实验步骤1、从烘箱中取出锥形瓶。恒温槽调至55℃。2、开启旋光仪,按下“光源”和“测量”。预热10分钟后,洗净样品管,然后在样品管中装人蒸馏水,测量蒸馏水的旋光度,之后清零。3、量取蔗糖和盐酸溶液各30毫升至干净干燥的锥形瓶,盐酸倒入蔗糖中,摇匀,然后迅速用此溶液洗涮样品管3次,再装满样品管,放入旋光仪中,开始记时。将锥形瓶放入恒温槽中加热,待30分钟后取出,冷却至室温。4、记时至2分钟时,按动“复测”,记录。如此,每隔2分
5、钟测量一次,直至30分钟(注意:数值为正值时使用“+复测”,数值为负值时使用“-复测”)。5、倒去样品管中的溶液,用加热过的溶液洗涮样品管3次,再装满样品管,测其旋光值,共测5次,求平均值。五、实验数据记录时间室温大气压实验前29.2℃101.08Kpa实验后27.5℃101.02Kpa学习参考......时间/min.246810121416αt/度3.5653.3753.2653.0502.8502.6902.4952.230时间/min.18202224262830αt/度2.0451.8901.
6、6651.0250.8450.6000.175α∞= -0.570 、-0.590 、-0.590 、-0.605 、-0.610。α∞的平均值为:-0.593六、数据处理t2468101214α∞-0.593-0.593-0.593-0.593-0.593-0.593-0.593αt/度3.5653.3753.2653.0502.8502.6902.495Ln(αt-α∞)1.425031.378261.350141.292811.236341.188761.127521618202224262830
7、--0.593-0.593-0.593-0.593-0.593-0.593-0.593-0.5932.2302.0451.8901.6651.0250.8450.6000.1751.037800.970020.909470.814480.481190.363250.17467-0.26396学习参考......由Ln(αt-α∞)~t直线y=-0.0662x+1.4062可求得:蔗糖的转化反应速率K=0.0662半衰期:t===10.47min七、思考题1.实验中,为什么用蒸馏水来校正旋光仪的零点?在蔗
8、糖转化反应过程中,所测的旋光度αt是否需要零点校正?为什么? 答:蒸馏水无旋光性,消除旋光仪的系统误差;实验中,所测的旋光度αt可以不校正零点,因αt-α∞,已将系统的零点误差消除掉。2.蔗糖溶液为什么可粗略配制? 答:初始浓度对于数据影响不大。速率常数K与温度和催化剂的浓度有关,实验测定反应速率常数k,以ln(αt-α∞)对t作图,由所得直线的斜率求出反应速率常数k,与初始浓度无关3.蔗糖的转化速度和哪些因素有关? 答:温度,催化剂得浓度
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