《蔗糖水解反应实验报告72.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《蔗糖水解反应实验报告72.pdf（7页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、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：蔗糖水解反应速率常数的测定 姓名 成绩 班级 学号 同组姓名 实验日期 指导教师签字 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应，测定其反应率度常数。2了解自动旋光仪的基本原理、掌握使用方法。（2）实验原理 蔗糖在水中水解成葡萄糖与果糖的反应为：C12H22O11 H2O H+C6H12O6+C6H12O6 蔗糖 葡萄糖 果糖 为使水解反应加速，反应常常以 H3O+为催化剂，故在酸性介质中进行。水解反应中，水是大量的，反应达终点时，虽有部分水分子参加反应，但与溶质浓度相比可认
2、为它的浓度没有改变，故此反应可视为一级反应，其动力学方程式为：kcdtdc （1）或 cctk0lg303.2 （2）式中：c0 为反应开始时蔗糖的浓度；c 为时间 t 时蔗糖的浓度。当021cc 时，t 可用kt2ln2/1表示，即为反应的半衰期。上式说明一级反应的半衰期只决定于反应速度常数 k，而与起始浓度无关，这是一级反应的一个特点。蔗糖及其水解产物均为旋光物质，当反应进行时，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。因此可利用体系在反应过程中旋光度的改变来量度反应的进程。溶液的
3、旋光度与溶液中所含旋光物质的种类、浓度、液层厚度、光源的波长以及反应时的温度等因素有关。为了比较各种物质的旋光能力。引入比旋光度 这一概念，并以下式表示：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 100 mL 溶液中溶有 m 克物质来表示），（3）式可写成：100mlaatD （4）或 claatD （5）由（5）式可以看出，当其他条件不变时，旋光度a与反应物浓度成正比，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、反应时的温度等有关的常数。蔗糖是右旋性物质（比旋光度0
4、206.66Da），产物中葡萄糖也是右旋性物质（比旋光度0205.52Da），果糖是左旋性物质（比旋光度 0209.91Da）。因此当水解反应进行时，右旋角不断减小，当反应终了时体系将经过零变成左旋。因为上述蔗糖水解反应中，反应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）。若反应时间为 0、t、时溶液的旋光度为0a、ta、a则由（6）式即可导出：)(00aaKc （7）)(aaKct （8）将（7）、（7）式代入（2）式中可得：aaaatkt0lg303.2 （9）将上式改写成：)lg(303.2)lg(00aatkaa （10）由（10）式可以看出，
5、如以 )lg(0 aa 对 t 作图可得一直线，由直线的斜率即可求得反应速度常数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：取浓盐酸于烧杯中，加入少量蒸馏水混合，转移到 50ml 容量瓶，定容至 50ml，摇匀静置。取 10g 于烧杯中，加入少量蒸馏水混合，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，溶液倒入一半时开始计时，然后分别测反应 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 30m
6、in，以加速水解反应，然后冷却至实验温度。测得旋光度值为 （4）实验操作要点：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，否则有副反应发生)，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 ；：反应时间 t t ln(t
7、)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应速率常数 k。2.计算蔗糖转化反应的半衰期 t1/2。3.由两个温度测得的 k 值计算反应的活化能。5min 10 min 15 min 20 min 30 min 50 min 由)lg(303.2)lg(00aatkaa得，k=310由kt2ln2/1得，t1/2=3-10606.42ln=四、思考题（20 分）1.实验中，为什么用蒸馏水来校正旋光仪的零点在蔗糖转化反应过程中，所测的旋光度t是否需要零点校正为什么 答：1）因为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
8、的变化反映出蔗糖的转化过程旋光度的变化。2）本实验数据处理过程时，用旋光度的差值进行作图和计算，仪器精度误差可以抵消不计，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：因为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.试分析本实验误差来源，怎样减少实验误差 答：（1）光源波长，须恒定。（2）温度，应等温度恒定后在开始实验测量。（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.该反应按一级反应进行的条件是什么 答：在一定的酸度下，反应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。