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1、蔗糖水解反响实验报告创作编号：GB8878185555334563BT9125XW创凤呜大王*浙江万里学院生物与环境学院化学工程实验技术实验报告实验名称：蔗糖水解反响速率常数的测定指导老师签字批改日期年月日一、实验预习30分1实验目的1根据物质的光学性质研究蔗糖水解反响，测定其反响率度常数。2了解自动旋光仪的基本原理、把握使用方法。2实验原理蔗糖在水中水解成葡萄糖与果糖的反响为：C12H22O11H2OHC6H12O6+C6H12O6蔗糖葡萄糖果糖为使水解反响加速，反响经常以H3O+为催化剂，故在酸性介质中进行。水解反响中，水是大量的，反响达终点时，虽有部分水分子参加反响，但与溶质浓度相比可以
2、为它的浓度没有改变，故此反响可视为一级反响，其动力学方程式为：kcdtdc=-1或cctk0lg303.2=2式中：c0为反响开场时蔗糖的浓度；c为时间t时蔗糖的浓度。当021cc=时，t可用kt2ln2/1=表示，即为反响的半衰期。上式讲明一级反响的半衰期只决定于反响速度常数k，而与起始浓度无关，这是一级反响的一个特点。创作编号：GB8878185555334563BT9125XW创凤呜大王*蔗糖及其水解产物均为旋光物质，当反响进行时，如以一束偏振光通过溶液，则可观察到偏振面的转移。蔗糖是右旋的，水解的混合物中有左旋的，所以偏振面将由右边旋向左边。偏振面的转移角度称之为旋光度，以表示。因而可
3、利用体系在反响经过中旋光度的改变来量度反响的进程。溶液的旋光度与溶液中所含旋光物质的种类、浓度、液层厚度、光源的波长以及反响时的温度等因素有关。为了比拟各种物质的旋光能力。引入比旋光度这一概念，并下面式表示：tD?=cl?3式中：t为实验时的温度；D为所用光源的波长；为旋光度；l为液层厚度常以10cm为单位；c为浓度常用100mL溶液中溶有m克物质来表示，3式可写成：100mlaatD?=4或claatD?=5由5式能够看出，当其他条件不变时，旋光度a与反响物浓度成正比，即cKa=6式中：K是与物质的旋光能力、溶液层厚度、溶剂性质、光源的波长、反响时的温度等有关的常数。蔗糖是右旋性物质比旋光度
4、0206.66=Da，产物中葡萄糖也是右旋性物质比旋光度0205.52=Da，果糖是左旋性物质比旋光度0209.91-=Da。因而当水解反响进行时，右旋角不断减小，当反响终了时体系将经过零变成左旋。由于上述蔗糖水解反响中，反响物与生成物都具有旋光性。旋光度与浓度成正比，且溶液的旋光度为各组成旋光度之和加和性。若反响时间为0、t、时溶液的旋光度为0a、ta、a则由6式即可导出：)(00-=aaKc7)(-=aaKct8将7、7式代入2式中可得：-=aaaatkt0lg303.29将上式改写成：)lg(303.2)lg(00-+?-=-aatkaa10由10式能够看出，如以)lg(0-aa对t作图
5、可得一直线，由直线的斜率即可求得反响速度常数k。本实验就是用旋光仪测定ta、a值，通过作图由截距可得到0a。3简述实验所需测定参数及其测定方法：取8.33ml浓盐酸于烧杯中，参加少量蒸馏水混合，转移到50ml容量瓶，定容至50ml，摇匀静置。取10g于烧杯中，参加少量蒸馏水混合，转移到50ml容量瓶，定容至50ml，摇匀静置。分别将2溶液倒入烧杯中，将盐酸溶液倒到蔗糖溶液中，溶液倒入一半时开场计时，然后分别测反响5min、10min、15min、20min、30min、50min时的旋光度值。将剩下的溶液放入60左右的水浴中温热30min，以加速水解反响，然后冷却至实验温度。测得旋光度值为4实
6、验操作要点：1、装上溶液后的样品管内不能有气泡产生，样品管要密封好，不要发生漏液现象；2、样品管洗涤及装液时要保管好玻璃片和橡皮垫圈，防止摔碎或丢失；3、配制蔗糖溶液时要注意使蔗糖固体全部溶解，并充分混均溶液；4、测定时，要注意被测样品在5060条件恒温50min后(但不能超过60，否则有副反响发生)，移到超级恒温器中再恒温20min；5、必须对旋光仪调零校正，若调不到零，需要进行数据校正。二、实验操作及原始数据表20分1.将实验数据记录于下表：温度：13；盐酸浓度：2molL-1；：-1.190三、数据处理结果30分1.以ln(t)对t作图，由所得直线的斜率求出反响速率常数k。2.计算蔗糖转
7、化反响的半衰期t1/2。3.由两个温度测得的k值计算反响的活化能。反响时间ttln(t)5min10min15min20min30min50min16.01515.71515.42015.09014.41012.83017.20516.90516.61016.28015.60014.0202.8452.8282.8102.7902.7472.640由)lg(303.2)lg(00-+?-=-aatkaa得，k=0.002?2.303=4.606310=?由kt2ln2/1=得，t1/2=3-10606.42ln?=150.48min四、考虑题20分1.实验中，为什么用蒸馏水来校正旋光仪的零点？
8、在蔗糖转化反响经过中，所测的旋光度t能否需要零点校正？为什么？答：1由于待测液是以蒸馏水作为溶剂的蔗糖水溶液，以蒸馏水的旋光度作为零点，则待测液的旋光度的变化反映出蔗糖的转化经过旋光度的变化。2本实验数据处理经过时，用旋光度的差值进行作图和计算，仪器精度误差能够抵消不计，故若不进行零点校正，对结果影响不大。2.蔗糖溶液为什么可粗略配制？这对结果有无影响？答：由于蔗糖的初始浓度对实验测定结果没有影响。3.蔗糖的转化速率常数k与哪些因素有关？答：蔗糖的转化速率常数k与温度，催化剂的浓度、种类等4.试分析本实验误差;，如何减少实验误差？答：1光源波长，须恒定。2温度，应等温度恒定后在开场实验测量。3操作误差，为减少误差，玻璃片应擦净，旋光管中不能有气泡，两次测量之间务必将旋光管洗净并润洗。5.该反响按一级反响进行的条件是什么？答：在一定的酸度下，反响速度只与蔗糖的浓度有关。6.蔗糖水解用的蔗糖水溶液为什么必须现配？而不能久置再用？答：因水中吸收二氧化碳呈偏酸性，久置后蔗糖会发生水解，影响旋光度测量。创作编号：GB8878185555334563BT9125XW创凤呜大王*