蔗糖水解速率常数的测定.doc

西安石油大学化学实验报告课程名称 物理化学实验（） 实验名称 蔗糖水解速率常数的测定姓名 禹成军 学号201008040128 专业班级 化学1001 指导老师 杨鹏辉实验日期 2012年12月4日 实验地点西安石油大学本部第二实验楼4021、 实验目的 1、了解旋光仪的结构、原理和测定旋光物质旋光度的原理；正确掌握旋光仪的使用方法。 2、利用旋光仪测定蔗糖水解反应的速率常数。2、 实验原理在本实验中，把一定浓度的蔗糖溶液与一定浓度的盐酸溶液等体积混合，用旋光仪测定旋光度随时间的变化，然后推算蔗糖水解的程度，因为蔗糖具有右旋光性，比旋光度=，而水解产生的葡萄糖为右旋性物质，其比旋光度为=52.7.；果糖为左旋光性物质，其比旋光度为= -92.。由于果糖的左旋性比较大，故反应进行时，右旋数值逐渐减小，最后变成左旋，因此蔗糖水解又称为转化作用。旋光度的大小与溶液中被测物质的旋光性、溶剂性质、光源波长、光源所经过的厚度、测定时温度等因素有关。当这些条件固定时，旋光度与被测溶液的浓度呈直线关系，所以 = （当t=0蔗糖未转化的旋光度） （1） = （当t=蔗糖全部转化的旋光度） （2） =+ （当t=t蔗糖浓度为（a-x）时的旋光度) （3） 式中：为生成物与反应物的比例常数；为反应物起始浓度也是水解结束生成物的浓度；x为t时生成物的浓度。由（1）、（2）、（3）式得 （4）结合速率方程公式得 lg （5）将上式整理得 lg（）=- （6）故只要测出蔗糖水解过程中不同时间的旋光度，以及全部水解后的旋光度，以对t作图，可由直线斜率求出速率常数k0 测出不同温度的k值，可利用阿伦尼乌斯公式求出反应在该温度范围内的平均活化能，即： 三、仪器与药品 WZZ-2B型自动旋光仪及其附件1套；叉形反应管2只；HK-2A型超级恒温槽及其附件1套；停表1只；100ml容量瓶1只；25ml容量瓶3只；25ml胖肚移液管1支；25ml刻度移液管1只；50ml烧杯1只；洗瓶1只；洗耳球1个。蔗糖（CP）；盐酸1.8mol/L四、实验步骤1.打开恒温槽，调节温度至25。2.使用旋光仪测出蒸馏水的旋光度为a=0.00。3.用移液管吸取20%的蔗糖溶液25ml于烧杯中,再用移液管移取25ml的盐酸（1.8mol/L，在将盐酸加入蔗糖溶液中的同时开始计时并恒温10min，且使溶液混合均匀。4，用以恒温的溶液润洗旋光管2-3次，然后用此溶液装满旋光管，勿留下气泡。10min时开始测定，记录刻度盘读数，并每隔5min记录一次数据，至70min。5.同步骤2配制溶液将并放入55水浴锅中恒温1h后,将溶液冷却至35，测定此时溶液的旋光度即为。6.调节恒温槽温度为35(恒温5min，时差3min，至44min)，步骤同上测定旋光度、并记录数据。五、实验注意事项 1、蔗糖在配制溶液前，需先经380K烘干。 2、在进行蔗糖水解速率常数测定以前，要熟练掌握旋光仪的使用，能正确而迅速的读出其数据。 3、旋光管管盖只要旋至不漏水即可，旋的过紧会导致损坏，或使玻片受力而产生力致使有一定的假旋光。 4、旋光仪中的钠光灯不宜长时间开启，测量间隔较长时，应熄灭避免损坏。 5、反应速率与温度有关，故需恒温后才能将两个液体混合。 6、实验结束时，应将旋光管洗净干燥，防止酸对旋光管的腐蚀。6、 实验数据记录与处理 T=308K t/min8.000 11.000 14.000 17.000 20.000 23.000 11.605 9.925 8.325 6.920 5.690 4.580 15.815 14.135 12.535 11.130 9.900 8.790 1.199 1.150 1.098 1.046 0.996 0.944 t/min26.000 29.000 32.000 35.000 38.000 41.000 3.665 2.795 2.035 1.350 0.740 0.188 7.875 7.005 6.245 5.560 4.950 4.398 0.896 0.845 0.796 0.745 0.695 0.643 T=298K t/min10.000 15.000 20.000 25.000 30.000 35.000 11.510 10.700 9.930 9.180 8.450 7.795 16.130 15.320 14.550 13.800 13.070 12.415 1.208 1.185 1.163 1.140 1.116 1.094 t/min40.000 45.000 50.000 55.000 60.000 65.000 7.115 6.515 5.920 5.365 4.820 4.310 11.735 11.135 10.540 9.985 9.440 8.930 1.069 1.047 1.023 0.999 0.975 0.951 由lg（）=- Y(308K)=1.33304-0.01681X Y(298K)=1.25606-0.00467X得：k(308K)=0.016812.303=38.7110-3min-1 0(308K)=1.33304k(298K)=0.004672.303=10.7610-3min-1 0(298K)=1.25606文献值 k(308K)=46.7610-3min-1 k(298K)=11.1610-3min-1 半衰期=ln2/k(T) 半衰期(308K)=ln2/k(308K)=ln2/38.7110-3min-1 =179.06 min 半衰期(298K)=ln2/k(298K)=ln2/10.7610-3min-1 =