教學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告-纖維素的水解

纖維素的水解（20級(jí)化學(xué)一班第實(shí)驗(yàn)小組）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握演示實(shí)驗(yàn)中纖維素水解的操作步驟；2.初步學(xué)會(huì)纖維素水解實(shí)驗(yàn)的演示教學(xué)方法。二、實(shí)驗(yàn)原理1.纖維素的水解催化劑纖維素在一定溫度和酸性催化劑條件下，發(fā)生水解，最終生成葡萄糖：催化劑(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O62.葡萄糖的檢驗(yàn)葡萄糖分子中含有醛基，故具有較強(qiáng)的還原性，在堿性條件下能將新制得的氫氧化銅還原為紅色的Cu2O沉淀；能和銀氨溶液發(fā)生銀鏡反應(yīng)。反應(yīng)方程式分別如下：C6H12O6+2Cu(OH)2CH2OH(CHOH)4COOH+Cu2O↓+2H2OC6H12O6+2Ag(NH3)2OHCH2OH(CHOH)4COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O三、儀器、材料與試劑1.實(shí)驗(yàn)儀器及材料：燒杯(50mL，250mL)﹑石棉網(wǎng)﹑三角架﹑試管﹑試管夾﹑酒精燈﹑玻璃棒、濾紙或脫脂棉。2.實(shí)驗(yàn)試劑：濃H2SO4、NaOH固體、NaOH溶液（5%）、pH試紙、無水Na2CO3、AgNO3溶液（2%）、CuSO4溶液（5%）、氨水（2%）、蒸餾水。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.纖維素的水解：（1）操作過程：①配制H2SO4溶液：按濃H2SO4與水7:3（體積比）的比例配制H2SO4溶液20mL于50mL的小燒杯中。②配制酸性纖維素溶液并加熱水解：取圓形濾紙的一片的四分之一撕碎，加入裝有H2SO4溶液小燒杯中，邊加邊用玻璃棒攪拌，使其變成無色粘稠狀液體，然后將燒杯放入水?。s60℃）中加熱約10min，直到溶液變成棕色為止。③調(diào)整纖維素水解溶液至堿性：取出小燒杯，冷卻后倒入另一個(gè)盛有約20mL蒸餾水的燒杯中，用量筒量取2mL該溶液注入一支大試管中，用NaOH固體中和至pH≈3，再用提前配好的飽和Na2CO3溶液調(diào)節(jié)溶液的pH至9。（2）現(xiàn)象：纖維素水解液慢慢變?yōu)闇\棕色。催化劑（3）解釋：催化劑纖維素水解：(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6溶液顯棕色是因?yàn)槔w維素部分炭化的結(jié)果。（4）注意事項(xiàng)：①整個(gè)實(shí)驗(yàn)所用之水均為蒸餾水，以免引起副反應(yīng)而干擾銀鏡反應(yīng)。②酸性水解所用H2SO4的濃度過大，易使纖維素脫水炭化而致溶液變黑，濃度過小，水解度又不夠，實(shí)驗(yàn)證明H2SO4溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)以70%為宜。③加入碎紙片時(shí)，H2SO4溶液應(yīng)稍微冷卻，水解時(shí)要注意控制溫度不能太高，否則極易發(fā)生炭化。④加入NaOH固體時(shí)，要一粒一粒加。2.銀鏡反應(yīng)（1）操作過程：①在一支已洗干凈的小試管加入7～8滴2%AgNO3溶液，然后逐滴加入2%的氨水，邊加邊振蕩至溶液呈無色澄清。②將上一步已調(diào)至堿性的水解液取2～3mL滴加到盛有銀氨溶液的試管里，靜置于80℃左右的水中水浴加熱一段時(shí)間。（2）現(xiàn)象：逐滴加入氨水時(shí)，剛開始看到白色沉淀生成并迅速消失，后出現(xiàn)褐色沉淀，繼續(xù)滴加氨水，沉淀消失，溶液變?yōu)闊o色澄清。水浴加熱時(shí)，溶液顏色慢慢加深，一段時(shí)間后有光亮的銀鏡附積于試管內(nèi)壁。（3）解釋：①滴加氨水首先析出白色AgOH：AgNO3+NH3·H2O==AgOH↓+NH4NO3；常溫下AgOH極不穩(wěn)定，分解為Ag2O褐色沉淀2AgOH==Ag2O+H2O；繼續(xù)滴加氨水，沉淀溶解：Ag2O+4NH3·H2O==2Ag(NH3)2OH+3H2O②銀鏡：C6H12O6+2Ag(NH3)2OHCH2OH(CHOH)4COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O（4）注意事項(xiàng)：①做銀鏡反應(yīng)的試管可按下法洗滌：先用沸騰的堿液洗去油污，其次用沸騰的酸液洗去無機(jī)鹽，最后用蒸餾水沖洗干凈備用。3.纖維素水解液與Cu(OH)2懸濁液的反應(yīng)（1）操作過程：①取一只潔凈小試管，加入1mL5%CuSO4溶液，而后滴加5%NaOH溶液2mL，調(diào)節(jié)溶液的pH＞11。②取第一步中已調(diào)節(jié)至堿性的水解液3mL于新制的Cu(OH)2試管中，酒精燈上加熱一段時(shí)間。很長。在實(shí)驗(yàn)中若不能調(diào)節(jié)適當(dāng)pH，配制好銀氨溶液和C