蔗糖水解反应速率常数的测定实验报告.doc

序号： 6 物理化学实验报告姓名： 院系：化学化工学院 班级： 学号： 指导老师： 同组者： 实验项目名称：蔗糖水解反应速率常数的测定 一、实验目的(1)根据物质的旋光性质研究蔗糖水解反应，测定其反应的速率常数和半衰期； (2)了解旋光仪的基本原理，掌握其使用方法。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为使水解反应加速，反应常常以+为催化剂，故在酸性介质中进行。由于在较稀的蔗糖溶液中，水是大量的，反应达到终点时，虽有部分水分子参加反应，但可认为其没有改变。因此，在一定的酸度下，反应速度只与蔗糖的浓度有关，所有本反应可视为一级反应。该反应的速度方程为：=KC 积分后： ln=Kt 或C=k t+C。 式中，C。为反应开始时蔗糖的浓度；C为时间t时的蔗糖浓度，K为水解反应的速率常数。从上式中可以看出，在不同的时间测定反应物的浓度，并以Ct对t作图，可得一条直线，由直线斜率即可求出反应速率常数K。然而反应是不断进行的，要快速分析出某一时刻反应物的浓度比较困难。但根据反应物蔗糖及生成物都具有旋光性，且他们的旋光性不同，可利用体系在反应过程中旋光度的改变来量度反应的进程。旋光度与浓度呈正比，且溶液的旋光度为各组分的旋光度之和（加和性）。若以0，t，分别为时间0，t，时溶液的旋光度，则可导出： C0（0），Ct（t） 所以可以得出：（0）/（t）k t 即： （t）k t（0） 上式中（t）对t作图，从所得直线的斜率即可求得反应速度常数K。一级反应的半衰期则用下式求取： =2/k0.693/k 三、仪器和试剂仪器：自动指示旋光仪一台；移液管（25 mL）2支；超级恒温槽1台；烧杯（150 mL）2个；恒温水浴锅1台；吸耳球1个；秒表1块；容量瓶（50mL）1个；锥形瓶（100 mL）2个；试剂：蔗糖（AR）；2 mol/L的盐酸溶液。四、实验操作1、温度设定与准备（1）将旋光仪电源开启预热10min。（2）将超级恒温槽的温度调节到25。2、溶液配制与恒温称取10g蔗糖于烧杯中，加蒸馏水溶解，移至50mL容量瓶定容至刻度，用移液管吸取25mL蔗糖溶液注入一锥形瓶中，将两个锥形瓶用玻璃塞或橡皮塞盖好后，置于25的恒温槽中恒温1015min。3、蔗糖水解反应过程中t的测定将恒温后的两个锥形瓶取出，将HCl溶液倾倒至蔗糖溶液中。倾倒的同时，开始用秒表计时，然后将两锥形瓶互相倾倒23次，使溶液混合均匀。用少许混合液荡洗旋光管23次，然后将溶液置于旋光仪中，测试溶液的旋光度。从混合计时起，分别选择在2, 4, 6, 8, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60min时处进行测定。4、的测定将步骤4中的剩余混合液置于5060的水浴中加热30min，以加速水解反应，然后冷却至实验温度，测其旋光度，可以将该测量值做为的值。六、数据处理室温：23.5 压强：100.1KPa反应开始温度：23.5 ：-2.58 ：2mol/L表1 旋光度与时间表227.363.399426.713.377626.093.356825.533.3361024.803.3101523.423.2582022.023.2033019.533.0964017.523.0015015.832.913以为横坐标，为纵坐标作图图1 图 曲线方程 （t）3.419415620.01t 对比 可得 K=0.01半衰期为 t1/2 = In 2 / k = 69.3 min六、思考题1.蔗糖水解反应速率常数与哪些因素有关答：水解速率常数与温度，与水的浓度和盐酸的浓度有关2.为什么可用蒸馏水来校正旋光仪的零点？求速率常数时，所测旋光度是否必须进行零点校正？答：因为蔗糖溶液是用蒸馏水配制的，用蒸馏水调零点已经减去了蒸馏水的影响。3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（t）对t作图求k，不需要0的数值。4.反应开始，为什么将盐酸溶液倒入蔗糖溶液中，而不相反？答：因为如果相反的话，当蔗糖刚到入盐酸重中时导致盐酸过量，是蔗糖迅速反应，是可测数值减少，进而影响实验结果。5配制蔗糖溶液时称量不够准确或实验所