蔗糖水解反应速率.doc

蔗糖水解反应速率常熟的测定 2012.3.19 10031010607工艺六班梁亚岷一实验目的（1） 根据物质的旋光性性质研究蔗糖水解反应，测定蔗糖转化反应的速率常数和半衰期；（2） 了解该反应的反应物浓度与旋光度之间的关系；（3） 了解旋光仪的基本原理，掌握旋光仪的正确使用方法。二实验原理蔗糖在水中转化成葡萄糖与果糖，其反应方程式为 C12H22O11+H2O = C6H12O6 + C6H12O6 （蔗糖，右旋） （葡萄糖，右旋） （果糖，左旋） 为使水解反应加速，反应常常以氢离子为催化剂，故在酸性介质中进行。此反应的反应速率与蔗糖的浓度、水的浓度以及催化剂氢离子的浓度有关。在催化剂氢离子浓度固定的条件下，这是一个二级反应。由于，此反应中水大量存在，反应到终点时，水的总量可认为没有改变，故此反应可视为一级反应，动力学方程式为：积分后得： （1）式中，Co为反应开始时的反应物浓度：c为时间t时的蔗糖浓度，k为水解反应的速率常数。 从（2）式可以看出,在不同的时间测定反应物的浓度，并以lnct对t作图，可得一直线，由直线斜率即可求出反应速率常数k。偏振面的转移角度称为旋光度，以表示。溶液的旋光度与溶液中所含旋光物质的种类、浓度、液层厚度、光源波长及反应时的温度等因素有关。当其他条件均固定时，旋光度与反应物浓度c呈线性关系，即：物质的旋光能力用比旋光度来表示。其中，蔗糖=66.65， 葡萄糖=52.5，果糖为=-91.9，正值表示右旋，负值表示左旋，D表示钠光灯源。可见，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0，变成左旋。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。若以0、t、分别为反应时间0，t，时溶液的旋光度，则可导出：C0=C=K（0-），C-C=K（t-）C0=K（0-），C=K（t-） (2)将式（2）代人式（1）可得：=k1t 或上式中ln（at- a）对t作图，从所得直线的斜率即可求得反应速率常数k。一级反应的半衰期则用下式求取：三.仪器和试剂测试旋光计（带旋光管），超级恒温水浴，普通水浴锅，锥形瓶（100ml），移液管（25ml）秒表；2molL-1 HCI溶液,蔗糖。四.操作步骤1.实验准备配制蔗糖溶液，按10 g蔗糖和50ml蒸馏水的标准配制。2.旋光仪调零在旋光仪中注入纯水，放入旋光仪暗箱中，开启旋光仪电源预热10min，待钠光灯稳定后，开启测量开关，光屏显示值应为00.000，若不为00.000，则可按清零键使其归零。 3.蔗糖水解过程中的测定 将蔗糖溶液与盐酸溶液在锥形瓶按1：1的比例混合，用混合溶液润洗旋光管，润洗后将混合液注入旋光管中，倒满后，盖好玻璃片，旋紧套盖，擦净旋光管两端的玻璃片，立即置于旋光仪中，盖上箱盖，仪器数显窗将显示出该样品的旋光度。对于剩余在锥形瓶中的混合液，把它连同锥形瓶放到水浴锅中加热。反应开始5min后读取第一个数据，以后每过5min记一次数据，直到有7个数据及以上为止。4的测定的测定可以将反应液放置48h后，在相同温度下测定溶液的旋光度，即值。为了缩短时间，可将剩余的混合溶液放入60的恒温水浴中，加热60min后取出再装入旋光管测定。 一、 数据处理反应温度：35 蔗糖浓度：200gL 盐酸浓度：2 molLtmin51015202530355.5804.6603.7803.0252.3401.7801.285-1.870-7.4506.5305.6504.8954.2103.6503.15502.0081.8761.7321.5881.4371.2951.149-数据结果：计算可知，速率常数k为0.0288，半衰期为：=24.1六思考题1.蔗糖溶液为什么可以粗略配制？答：本实验需测定的是溶液的旋光度，而蔗糖的准确浓度不参与计算，只需配制与理论差不多的即可，故可以粗略配制。2.蔗糖的转化速度和哪些因素有关？答：蔗糖的浓度、水的浓度、氢离子的浓度。3.反应开始时，为什么将盐酸溶液倒入蔗糖溶液中，而不是相反？