蔗糖水解平衡常数的测定.doc

学号：成绩： 基础物理化学实验报告 实验名称: 蔗糖水解平衡常数的测定 班级：应化 一 班 2 组号 实验人姓名： 同组人姓名： 指导老师： 实验日期:2013年10月14日 一、实验目的：1、 根据物质的光学性质研究蔗糖水解反应，测定其反应速度常数K及半衰期t1/22、了解旋光仪的基本原理、掌握使用方法3、了解该反应的反应浓度与旋光度之间的关系4、掌握影响速率与反应常数的诸因素二、基本原理：1.蔗糖的转化为一级反应蔗糖在H+催化作用下水解或葡萄糖和果糖，反应方程式为：C12H22O11 + H2OC6H12O6 + C6H12O6 蔗糖 葡萄糖 果糖由于在较稀的蔗糖溶液中，水是大量的，反应过程中水的浓度可以认为不变，因此在一定酸度下，反应速度只与蔗糖的浓度有关，而反应速度与反应物浓度的一次方成正比的反应称为一级反应，故蔗糖的转化反应视为一级反应。(1)反应速度公式和半衰期反应速度常数，为单位浓度是的反应速度,反应速度。也可以写为 反应时间，为时间 时蔗糖的浓度。当反应进行一半所用的时间称为半衰期，用t1/2表示，旋光度与比旋光度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、光源的波长以及反应时的温度因素有关。 为了比较各种物质的旋光能力，引入比旋光度这一概念，并以下式表示： （1）式中： 为实验时的温度；为所用光源的波长；为旋光度；为液层厚度（常以10cm为单位）；为浓度（常用100溶液中溶有克物质来表示），式（1）可写成： （2） 或 （3） 由（3）式可以看出，当其他条件不变时，旋光度与反应物成正比，即式中：是与物质的旋光能力、溶液层厚度、溶剂性质、光源的波长、反应时的温度等有关系的常数。蔗糖是右旋性物质（比旋光度66.6），产物中葡萄糖也是右旋性物质（比旋光度52.5），果糖是左旋性物质（比旋光度-91.9）。因此当水解反应进行时，右旋角不断减小，当反应终了时体系将经过零变成左旋。 2.2旋光度变化与浓度变化的对应关系蔗糖水解反应中，反应物与生成物都有旋光性，旋光度与浓度成正比，且溶液的旋光度为各旋光度的和（加和性）。若反应时间为0，t,时溶液旋光度各为，。可推导出：， 为开始时蔗糖的右旋角；为反应进行到 时的混合物的旋角； 为水解完毕时的左旋角。可用（）代表蔗糖的总量，（）代表时的蔗糖量。简单的推导证明方法可以如图示看出正比， 正比3.反应速度常数k的求法以ln(at-a)对t作图,由图所得直线斜率求k值，进而求半衰期t1/2。以ln(at-a)对t作图,由图所得直线斜率求k值，进而求半衰期t1/2。3、 仪器和试剂 自动旋光仪 1台 秒表 1块 恒温水浴槽 1套 粗天平1台烧杯（200ml） 1只 量筒（100ml）1只锥形瓶（150ml） 3个 移液管（25ml）2支玻璃漏斗 1个 玻璃棒 1个洗耳球 1个 橡胶塞子 1个滤纸，擦镜纸 若干 蔗糖（分析纯）4M HCl溶液四、实验步骤： 1、将仪器的电源插好。 2、先打开自动旋光仪的电源开关，钠灯点亮后，预热十分钟，打开光源开关。知道发光稳定。如果打开光源开关后，钠光灯点亮后自动熄灭，则需要将旋光仪的光源开关重复打开12次，使得钠光灯在只留下点亮，仪器工作转为正常。3、校正旋光度仪零点打开旋光度仪器预热几分钟，旋光管内注满蒸馏水，旋紧套盖，用纸擦净两端玻璃片，放入旋光仪内，盖上槽盖。调节目镜使视野清晰。然后旋转检偏镜能观察到明暗相等的三分视野为止，记下刻度盘读数，重复操作三次，取其平均值，此即为旋光仪零点。测毕取出旋光管，倒出蒸馏水。4、 配制溶液 用粗天平称取12.5g的蔗糖溶于小烧杯中，并加入50ml蒸馏水，用玻璃棒搅拌，使蔗糖溶解5、 蔗糖水解过程中的测定 用移液管量取50ml蔗糖水溶液于锥形瓶中，再用另一只移液管加入50ml4.000mol/L的HCl溶液，当HCl溶液从移液管中流出一半时开始计时，立即摇匀，装入样品管擦净，先记录时间，再读取旋光度6、 的测定将反应剩余的混合液置55C的热水浴中，温热60分钟，以加速转化反应的进行，然后冷却，再恒温至25C，测旋光度，此值即为反应终了时的旋光度。5、实验结束时，立刻将旋光管洗净干燥，以免酸对旋光管的腐蚀。五、数据记录和处理实验温度 25 HCl浓度 4mol/L =-4.5001.实验数据填入下表 lg(t-）=，则k=-2.303*(-0.0136)=0.0313实验分析：1、 实验刚开始时，时间没有