旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验报告.doc

旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验报告一、实验名称：旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数二、实验目的1、了解旋光仪的基本原理，掌握旋光仪的正确使用方法；2、了解反应的反应物浓度与旋光度之间的关系；3、测定蔗糖转化反应的速率常数。三、实验原理蔗糖在水中水解成葡萄糖的反应为：C12H22O11+H20C6H12O6+C6H12O6蔗糖 葡萄糖 果糖为使水解反应加速，反应常以H3O+为催化剂，故在酸性介质中进行水解反应中。在水大量存在的条件下，反应达终点时，虽有部分水分子参加反应，但与溶质浓度相比认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：lnC=-kt+lnC0 （1）式中：C0为反应开始时蔗糖的浓度；C为t时间时的蔗糖的浓度。当C=0.5C0时，t可用t1/2表示，即为反应的半衰期。t1/2=ln2/k上式说明一级反应的半衰期只决定于反应速率常数k，而与起始无关，这是一级反应的一个特点。本实验利用该反应不同物质蔗比旋光度不同，通过跟踪体系旋光度变化来指示lnC与t的关系。在蔗糖水解反应中设1、2、3分别为蔗糖、葡萄糖和果糖的旋光度与浓度的比例常数C12H22O11(蔗糖)+H20C6H12O6 (葡萄糖)+C6H12O6(果糖)t=0 C01 0 0 = C01 t=t C1 ( C -C0)2 ( C -C0)3 t=C1+( C -C0)2+ ( C -C0)3t= 0 2C0 2C0 =2C0+ 2C0由以上三式得：ln(t-)=-kt+ln(0-)由上式可以看出，以ln(t-)对t作图可得一直线，由直线斜率即可求得反应速度常数k。四、实验数据及处理：1. 蔗糖浓度：0.3817 mol/L HCl浓度：2mol/L2. 完成下表：=-1.913表1 蔗糖转化反应旋光度的测定结果t /mint /min15.0476.961.94018172.6884.6011.5262724.8586.7711.91265192.4354.3481.4697234.6776.591.88555212.2354.1481.4226344.5146.4271.86051232.0113.9241.3671154.3546.2671.8353251.793.7031.3091464.2056.1181.81124271.6053.5181.2578974.0535.9661.78608291.43.3131.1978583.9055.8181.76096311.2183.1311.1413593.7575.671.73519331.0572.971.08856103.6125.5251.70928350.8822.7951.02783113.4745.3871.68399400.5182.4310.8883123.3355.2481.65785450.1732.0860.73525133.1955.1081.6308150-0.0991.8140.59553143.0584.9711.6036255-0.3791.5340.42788152.9554.8681.5826865-0.7891.1240.1168975-1.1080.805-0.21691五、作 t图，求出反应速率常数k及半衰期t1/2求算过程：由计算机作图可得斜率=-0.02 既测得反应速率常数k=0.02t1/2 =ln2/k=34.66min六、讨论思考：1在测量蔗糖转化速率常数的，选用长的旋光管好？还是短的旋光管好？答：选用较长的旋光管好。根据公式1000/Lc，在其它条件不变情况下，L越长，越大，则的相对测量误差越小。2如何根据蔗糖、葡萄糖和果糟的比旋光度计算0和?答：0蔗糖DtL蔗糖0/100葡萄糖DtL葡萄糖/100果糖DtL果糖/100式中：蔗糖Dt，葡萄糖Dt，果糖Dt分别表示用钠黄光作光源在t时蔗糖、葡萄糖和果糖的比旋光度，L(用dm表示)为旋光管的长度，蔗糖0为反应液中蔗糖的初始浓度，葡萄糖和果糖表示葡萄糖和果糖在反应完成时的浓度。设t20L=2dm蔗糖0=10g/100mL则：066.6210/10013.32210/100（52.2-91.9）3.943在旋光度的测量中，为什么要对零点进行校正?可否用蒸馏水来进行校正?在本实验中若不进行校正，对结果是否有影响?答：若需要精确测量的绝对值，则需要对仪器零点进行校正，因为仪器本身有一系统误差；水本身没有旋光性，故可用来校正仪器零点。本实验测定k不需要对进行零点校正，因为t，是在同一台仪器上测量，而结果是以ln(t)对t作图求得的。4记录反应开始的时间晚了一些，是否影响k值的测定?为什么?答：不会影响；因为蔗糖转化反应对蔗糖为一级反应，本实验是以ln(t)对t作图求k，不需要0的数值。5如何判断某一旋光物质是左旋还是右旋?答：根据公式tD100/Lc，在其它条件不变的情况下，与浓度成正比。配制若干不同浓度的溶液，测定其旋光度。即可判断。6配