蔗糖水解反應(yīng)速率常數(shù)的測定實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、序號(hào)：6Hurran In 創(chuàng)駅Saencre andlectirwlogy物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告姓名：XXX院系：化學(xué)化工學(xué)院班級(jí)：XXX學(xué)號(hào)：XXXXXXX 指導(dǎo)老師：XXX同組者：XXXXXXXXXXX實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱： 蔗糖水解反應(yīng)速率常數(shù)的測定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 根據(jù)物質(zhì)的旋光性質(zhì)研究蔗糖水解反應(yīng)，測定其反應(yīng)的速率常數(shù)和半衰 期；(2) 了解旋光儀的基本原理，掌握其使用方法。二、實(shí)驗(yàn)原理蔗糖在水中轉(zhuǎn)化成葡萄糖與果糖，其反應(yīng)方程式為C12H22O11 + H2O = C6H12O6 + C6H12O6為使水解反應(yīng)加速，反應(yīng)常常以H +為催化劑，故在酸性介質(zhì)中進(jìn)行。由于在 較稀的蔗糖溶液中，水是大

2、量的，反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)時(shí)，雖有部分水分子參加反應(yīng)，但 可認(rèn)為其沒有改變。因此，在一定的酸度下，反應(yīng)速度只與蔗糖的濃度有關(guān)，所有 本反應(yīng)可視為一級(jí)反應(yīng)。該反應(yīng)的速度方程為： =KC積分后：In ： =Kt 或InC= k t+ InCo式中，C。為反應(yīng)開始時(shí)蔗糖的濃度；C為時(shí)間t時(shí)的蔗糖濃度，K為水解反應(yīng)的速 率常數(shù)。從上式中可以看出，在不同的時(shí)間測定反應(yīng)物的濃度，并以InCt對(duì)t作圖，可得一條直線，由直線斜率即可求出反應(yīng)速率常數(shù)K。然而反應(yīng)是不斷進(jìn)行的，要快速分析出某一時(shí)刻反應(yīng)物的濃度比較困難。但根據(jù)反應(yīng)物蔗糖及生成物都具有旋 光性，且他們的旋光性不同，可利用體系在反應(yīng)過程中旋光度的改變來量度反應(yīng)

3、的 進(jìn)程。旋光度與濃度呈正比，且溶液的旋光度為各組分的旋光度之和(加和性)。 若以a 0，a t，ax分別為時(shí)間0，t，時(shí)溶液的旋光度，則可導(dǎo)出：Cg ( a 0 a )，Ct x ( a t a%)所以可以得出：ln(a Oax) / (a t ax)= k t即：In (a t ax ) =一 kt +(a 0 ax)上式中l(wèi)n(a t ax )對(duì)t作圖，從所得直線的斜率即可求得反應(yīng)速度常數(shù) K。一級(jí)反應(yīng)的半衰期則用下式求?。?n 2/k = 0.693/k三、儀器和試劑儀器：自動(dòng)指示旋光儀一臺(tái)；移液管(25 mL) 2支；超級(jí)恒溫槽1臺(tái)；燒杯 (150 mL) 2個(gè)；恒溫水浴鍋1臺(tái)；吸耳

4、球1個(gè)；秒表1塊；容量瓶(50mL 1 個(gè)；錐形瓶(100 mL) 2個(gè)；試劑：蔗糖(AR ； 2 mol/L的鹽酸溶液。四、實(shí)驗(yàn)操作1、溫度設(shè)定與準(zhǔn)備(1) 將旋光儀電源開啟預(yù)熱10mi n。(2) 將超級(jí)恒溫槽的溫度調(diào)節(jié)到25C。2、溶液配制與恒溫稱取10g蔗糖于燒杯中，加蒸餾水溶解，移至 50mL容量瓶定容至刻度，用移 液管吸取25mL蔗糖溶液注入一錐形瓶中，將兩個(gè)錐形瓶用玻璃塞或橡皮塞蓋好 后，置于25E的恒溫槽中恒溫1015min。3、蔗糖水解反應(yīng)過程中a t的測定將恒溫后的兩個(gè)錐形瓶取出，將 HCI溶液傾倒至蔗糖溶液中。傾倒的同時(shí)，開 始用秒表計(jì)時(shí)，然后將兩錐形瓶互相傾倒 23次，

5、使溶液混合均勻。用少許混合液蕩洗旋光管23次，然后將溶液置于旋光儀中，測試溶液的旋光度。從混合計(jì)時(shí)起，分別選擇在2, 4, 6, 8, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60min時(shí)處進(jìn)行測定。4、ax的測定將步驟4中的剩余混合液置于 5060C的水浴中加熱 30min,以加速水解反應(yīng)，然后冷卻至實(shí)驗(yàn)溫度,六、數(shù)據(jù)處理室溫：23.5 C反應(yīng)開始溫度：23.5表1旋光度與時(shí)間表測其旋光度,廠aC:可以將該測量值做為壓強(qiáng)：100.1KPa-2.58a*的值。:2mol/Lr/ nun加億-叫）227.363.399426.713.377626.093.356825.533.33610

6、24.803.3101523.423.2582022.023.2033019.533.0964017.523.0015015.832.913以一為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)作E; 川1丨圖0w w wwX Aicis TMeeI ii (rz, )r 丙圖i圖曲線方程ln(a t a)= 3.41941562 O.OIt對(duì)比小 * 1 2 3 4 5可得 K=0.01 半衰期為 t1/2= In 2 / k = 69.3 min六、思考題1.蔗糖水解反應(yīng)速率常數(shù)與哪些因素有關(guān)答：水解速率常數(shù)與溫度，與水的濃度和鹽酸的濃度有關(guān)2.為什么可用蒸餾水來校正旋光儀的零點(diǎn)？求速率常數(shù)時(shí)，所測旋光度是否必須 進(jìn)行零點(diǎn)校正？答：因?yàn)檎崽侨芤菏怯谜麴s水配制的，用蒸餾水調(diào)零點(diǎn)已經(jīng)減去了蒸餾水的 影響。3. 記錄反應(yīng)開始的時(shí)間晚了一些，是否影響k值的測定？為什么？答：不會(huì)影響；因?yàn)檎崽寝D(zhuǎn)化反應(yīng)對(duì)蔗糖為一級(jí)反應(yīng)，本實(shí)驗(yàn)是以ln(a t a* )對(duì)t作圖求k，不需要a 0的數(shù)值。4.反應(yīng)開始，為什么將鹽酸溶液倒入蔗糖溶液中，而不相反？答：因?yàn)槿绻喾吹脑?，?dāng)蔗糖剛到入鹽酸重中時(shí)導(dǎo)致鹽酸過量，是蔗糖迅 速反應(yīng)，是可測數(shù)值減少，進(jìn)而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。5. 配制蔗糖溶