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蔗糖水解反应速率常数的测定

生活百科

下面是一篇物化的实验报告 ， 不知道这个行不行～
蔗糖水解速率常数测定——旋光法
一、试验目的
1、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 。
技能要求：掌握旋光法仪的使用和校正方法 ， 实验数据的作图处理方
法 。
二、试验原理
蔗糖在水中水解成葡萄糖的反应为：
C12H22O11+H20→ C6H12O6+C6H12O6
为使水解反应加速 ， 反应常数以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
式中：C为反应开始时蔗糖的浓度；C0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 。蔗糖及其水解产物均为旋光物质 ， 当
反应进行时 ， 如测定体系的旋光度的改变就可以量度反应的进程 。而
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
波长及反应温度等因素有关 。
为了比较各种物质的旋光能力 ， 引入比旋光度[α]这一概念 ， 并
表示为：
[α]D=α*100/(L*C)
式中：t为实验时温度；D为实验温度为20℃ ， 所用钠灯光源D线 ， 
波长589nm ， α为旋光度；L为液层厚度（dm）；C为浓度（g*100mL-1） ， 
当其他条件不变时 ， 即：
A=K’C
K’在一定条件下是一常数 。
且当温度及测定条件一定时 ， 其旋光度与反应物浓度有下列关系：
反应时间为0时: α0=β反C0 (1)
反应时间为t时: αt=β反C+β生（C0-C） (2)
反应时间为 ∞ 时: α∞=β生C0 (3)
联立以上三式： [（1）-（3）]/[（2）-（3）] 代入式（4）中 ， 
得：
ln(αt-α∞)=-kt+ln(α0-α∞)
由上式可以看出 ， 以 ln(αt-α∞) 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  ， 由截距可得到α0值 。
三、试验仪器与试剂
旋光仪1台;恒温旋光管1只;恒温槽1套;台称1台;停表1块;
烧杯(100mL)1个;移液管(30mL)2只;带塞三角瓶(100mL)2只 。
HCl溶液(4mol·dm-3);蔗糖(分析纯) 。
四、实验步骤
1、用台秤粗称蔗糖5g ， 放入锥形瓶中 ， 准确移入50ml蒸馏水 ， 
搅拌将蔗糖溶解 ， 并量取水溶液的温度（18.8℃） ， 备用 。
2．旋光仪零点调节：在旋光管中注入纯水 ， 放入旋光仪暗箱中 ， 
开启旋光仪电源预热15分钟 ， 再开启直流电源开关 ， 待钠光灯稳定后 ， 
开启测量开关 ， 光屏应显示值为00.000,若示值不为00.000 ， 可按清
零键使其归零 。
3、αt的测量：
在上述配置的糖水中准确加入50mL 3MHCl溶液 ， 迅速混匀并注入
旋光管中 ， 在旋光仪中测量αt值 ， 测量中每3分钟读取一次值αt ， 并
记录 。（共读12次）
4、α∞的测定：
将步骤3中所余的反应液在50℃下水浴中恒温加热30min之后降
至室温 ， 测其旋光度即为α∞ 。连续测定三次
五、实验记录
六、数据处理与结果分析
由直线斜率即可求得反应速度常数
k=0.012  ， 
由截距可得到
α0=2.7702 。
所以可得 t1/2 =（ln2）/k=57.76 min
七、注意事项：
⑴ 装样品时 ， 旋光管管盖旋至不漏液体即可 ， 不要用力过猛 ， 以免压碎玻璃片 。
⑵ 在测定α∞时 ， 通过加热使反应速度加快转化完全 。但加热温度不要超过60℃ 。
⑶ 由于酸对仪器有腐蚀 ， 操作时应特别注意 ， 避免酸液滴漏到仪器上 。实验结束后必须将旋光管洗净 。
⑷ 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 ， 以免损坏 。
（八）问题分析
1.实验中 ， 为什么用蒸馏水来校正旋光仪的零点?在蔗糖转化反应
过程中 ， 所测的旋光度αt是否需要零点校正?为什么?
答：蔗糖溶液以蒸馏水作溶剂 ， 故用纯蒸馏水作零点校正 。蔗糖
转化反应过程中 ， 无须再作零点校正 ， 因都以蒸馏水作校正 ， 只需校
正一次 。
2.配置溶液时不够准确 ， 对测量结果是否有影响？
答：有 ， 当HCl溶液浓度过大时 ， 蔗糖水解速率测量结果会偏大 。
3.在混合蔗糖溶液和盐酸溶液时 ， 我们将盐酸加到蔗糖溶液中 ， 
可否将蔗糖溶液加到盐酸溶液中去？为什么？
答：如将蔗糖溶液加到HCl溶液中 ， 由于 ， HCl溶液浓度过大 ， 
会加快蔗糖水解 ， 影响测量结果 。
5、本实验要想减少误差 ， 应注意什么?
答：（1）正确操作仪器 。（2）准确配制HCl溶液浓度 。
参考资料：http://www.labcenter.net/report/show.asp?id=3324

【蔗糖水解反应速率常数的测定】1.蔗糖本身就不纯净,即使准确称量也不可能配成标准溶液.浓度是用旋光度来测定的.所以粗略配置就可以了.
2.与温度有关和浓度.(温度影响速率常数,我印象里是一级反应,所以速率和浓度也有关系)
3.盐酸是催化剂,用量很少,加入到蔗糖中不会对溶液温度产生太大的影响.自然就是把盐酸加入到蔗糖中了...

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