蔗糖水解反應(yīng)實(shí)驗(yàn)報告

蔗糖水解反應(yīng)實(shí)驗(yàn)報告浙江萬里學(xué)院生物與環(huán)境學(xué)院化學(xué)工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)實(shí)驗(yàn)報告實(shí)驗(yàn)名稱:蔗糖水解反應(yīng)速率常數(shù)的測定姓名成績班級學(xué)號同組姓名實(shí)驗(yàn)日期指導(dǎo)教師簽字批改日期年月日」、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)(30分)1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．根據(jù)物質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)研究蔗糖水解反應(yīng),測定其反應(yīng)率度常數(shù)了解自動旋光儀的基本原理、掌握使用方法。2)實(shí)驗(yàn)原理蔗糖在水中水解成葡萄糖與果糖的反應(yīng)為:C12HO11+H2o H+?C6H1o6+ch2o12221126126 6126蔗糖葡萄糖果糖為使水解反應(yīng)加速，反應(yīng)常常以H0+為催化劑,故在酸性介質(zhì)中進(jìn)行。水解3反應(yīng)中，水是大量的,反應(yīng)達(dá)終點(diǎn)時，雖有部分水分子參加反應(yīng)，但與溶質(zhì)濃度相比可認(rèn)為它的濃度沒有改變,故此反應(yīng)可視為一級反應(yīng)，其動力學(xué)方程式為dc一=kcdt (1)或旦ig7(2)tc(2)式中:c0為反應(yīng)開始時蔗糖的濃度；c為時間t時蔗糖的濃度。當(dāng)c二2c0時，t可用ti/2二晉表示,即為反應(yīng)的半衰期。上式說明一級反應(yīng)的半衰期只決定于反應(yīng)速度常數(shù)k,而與起始濃度無關(guān)，這是一級反應(yīng)的一個特點(diǎn)。蔗糖及其水解產(chǎn)物均為旋光物質(zhì),當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行時，如以一束偏振光通過溶液,則可觀察到偏振面的轉(zhuǎn)移。蔗糖是右旋的,水解的混合物中有左旋的，所以偏振面將由右邊旋向左邊。偏振面的轉(zhuǎn)移角度稱之為旋光度，以Q表示。因此可利用體系在反應(yīng)過程中旋光度的改變來量度反應(yīng)的進(jìn)程．溶液的旋光度與溶液中所含旋光物質(zhì)的種類、濃度、液層厚度、光源的波長以及反應(yīng)時的溫度等因素有關(guān)。為了比較各種物質(zhì)的旋光能力。引入比旋光度應(yīng)]這一概念，并以下式表示:a9D]=l-c (3)式中：t為實(shí)驗(yàn)時的溫度；D為所用光源的波長；a為旋光度；1為液層厚度(常以10cm為單位)；c為濃度(常用100mL溶液中溶有m克物質(zhì)來表示)，⑶

式可寫成：a[a]t=Dl-m100 (4)或a=[a]tl-c (5)由(5)式可以看出，當(dāng)其他條件不變時，旋光度a與反應(yīng)物濃度成正比，即(6)a=K'(6)式中:K'是與物質(zhì)的旋光能力、溶液層厚度、溶劑性質(zhì)、光源的波長、反應(yīng)時的溫度等有關(guān)的常數(shù)。蔗糖是右旋性物質(zhì)(比旋光度[a]20=66?6°)，產(chǎn)物中葡萄糖也是右旋性物質(zhì)(比旋光度⑷20=52?5°),果糖是左旋性物質(zhì)(比旋光度[a]2D=-91?9。)。因此當(dāng)水解反應(yīng)進(jìn)行時，右旋角不斷減小，當(dāng)反應(yīng)終了時體系將經(jīng)過零變成左旋.因?yàn)樯鲜稣崽撬夥磻?yīng)中，反應(yīng)物與生成物都具有旋光性。旋光度與濃度成正將(7)、(7)式代入(2)at、a8則由(6)式即可導(dǎo)出:c=K將(7)、(7)式代入(2)at、a8則由(6)式即可導(dǎo)出:c=K(a-a)008c=K(a-a)t8式中可得：2.303a-a7)(8)(9)k=lgo8ta-at8將上式改寫成:k(10)lg(a0-a8)=-2.303■t+lg(a0(10)—a08由(10)式可以看出，如以lg(a0-a8) —a08斜率即可求得反應(yīng)速度常數(shù)k。本實(shí)驗(yàn)就是用旋光儀測定at、a8值，通過作圖由截距可得到a0(3)簡述實(shí)驗(yàn)所需測定參數(shù)及其測定方法：取8.33ml濃鹽酸于燒杯中,加入少量蒸餾水混合,轉(zhuǎn)移到50ml容量瓶,定容至50ml,搖勻靜置。取10g于燒杯中，加入少量蒸餾水混合,轉(zhuǎn)移到50ml容量瓶，定容至50ml,搖勻靜置.分別將2溶液倒入燒杯中，將鹽酸溶液倒到蔗糖溶液中，溶液倒入一半時開始計(jì)時，然后分別測反應(yīng)5min、10min、15min、20min、30min、50min時的旋光度值。將剩下的溶液放入60°C左右的水浴中溫?zé)?0min，以加速水解反應(yīng),然后冷

卻至實(shí)驗(yàn)溫度。測得旋光度值為a00（4）實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn):1、裝上溶液后的樣品管內(nèi)不能有氣泡產(chǎn)生,樣品管要密封好,不要發(fā)生漏液現(xiàn)象;2、樣品管洗滌及裝液時要保管好玻璃片和橡皮墊圈,防止摔碎或丟失;3、配制蔗糖溶液時要注意使蔗糖固體全部溶解,并充分混均溶液;4、 測定ax時，要注意被測樣品在50?60°C條件恒溫50min后（但不能超過60°C,否則有副反應(yīng)發(fā)生），移到超級恒溫器中再恒溫20min;5、 必須對旋光儀調(diào)零校正，若調(diào)不到零，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)校正。二、實(shí)驗(yàn)操作及原始數(shù)據(jù)表（20分）1。 將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄于下表:溫度：溫度：13°C；鹽酸濃度:2mol?L-i；as：-i.i90反應(yīng)時間at反應(yīng)時間at5min16.01510min15。71515min15.42020min15.09030min14。41050min12.830at—asln(at—as)17.2052o84516O9052o8281606102o81016.2802.79015o6002.74714o0202.640三、數(shù)據(jù)處理結(jié)果（30分）1.以In（at—as）對t作圖，由所得直線的斜率求出反應(yīng)速率常數(shù)k。2.計(jì)算蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的半衰期t]/?。3。 由兩個溫度測得的k值計(jì)算反應(yīng)的活化能。

Infa8）一反應(yīng)時fCT/minIg(□t-□8)-Infa8）一反應(yīng)時fCT/minIg(□t-□8)-反應(yīng)時I冃T/nnin由lg(a0k2.303-1+lg(a0"丿得,k=0o002x2.303=4。606x10=3由t=1N2得,t/ln2=150.48min1/2k "2=4.606x10-3四、思考題（20分）1.實(shí)驗(yàn)中,為什么用蒸餾水來校正旋光儀的零點(diǎn)？在蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)過程中，所測的旋光度a七是否需要零點(diǎn)校正？為什么?答:1）因?yàn)榇郎y液是以蒸餾水作為溶劑的蔗糖水溶液，以蒸餾水的旋光度作為零點(diǎn)，則待測液的旋光度的變化反映出蔗糖的轉(zhuǎn)化過程旋光度的變化。2）本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理過程時,用旋光度的差值進(jìn)行作圖和計(jì)算,儀器精度誤差可以抵消不計(jì),故若不進(jìn)行零點(diǎn)校正，對結(jié)果影響不大。蔗糖溶液為什么可粗略配制？這對結(jié)果有無影響?答:因?yàn)檎崽堑某跏紳舛葘?shí)驗(yàn)測定結(jié)果沒有影響。蔗糖的轉(zhuǎn)化速率常數(shù)k與哪些因素有關(guān)？答:蔗糖的轉(zhuǎn)化速率常數(shù)k與溫度,催化劑的濃度、種類等試分析本實(shí)驗(yàn)誤差來源,怎樣減少實(shí)驗(yàn)誤差?答：（1）光源波長，須恒定。（2）溫度，應(yīng)等溫度恒定后在開始實(shí)驗(yàn)測量.（3）操作誤差，為減少誤差,玻璃