實驗九旋光法測定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)

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1、實驗九旋光法測定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)專業(yè):11化學(xué)姓名:賴煊榮座號:32同組人:黃音彬、李小明時間:2014.3.11I、實驗?zāi)康?.測定蔗糖在酸存在下的水解速率常數(shù)。2.了解該反應(yīng)的反應(yīng)物濃度與旋光度之間的關(guān)系。3.了解旋光儀的基本原理,掌握旋光儀的正確使用方法。II、實驗原理蔗糖水溶液在有氫離子存在時產(chǎn)生水解反應(yīng):C12H22O11+H2O〔H+)CgH12()6+Cf,H12O6蔗糖葡萄糖果糖蔗糖、葡萄糖、果糖都是旋光性物質(zhì),其比旋光度為:(ad2°=66.65°(aD20=52.5°(a果)D2(,=-91.9°蔗糖水解為假一級反應(yīng),其速率方程式可寫成:Ina/(a-x)=

2、kt設(shè)反應(yīng)方程式為:A+B-X+Y設(shè)反應(yīng)物和生成物對某物理量入(這里是旋光度)的貢獻分別是Xa、Xb、Xx、入y,分另1J是:入a=l(A〕;入b=m〔B〕;入x=n〔X〕;入y=p〔Y)因入=入a+入b+入x+入y,而在反應(yīng)進程中:入a=l(a-x);入b=m(b-x)=m((b-a)+(a-x));入x=nx;入y=px入=(1+m)(a-x)+m(b-a)+(n+p)x(2)在(2)式右端加、減a(n+p),然后合并得入=(1+m-n-p)(a-x)+m(b-a)+a(n+p)反應(yīng)開始時,a-x=a;反應(yīng)完畢時,a-x=O入o=(l+m-n-p)a+m(b-a)+a(n+p)(

3、3)式-(5)式入-入co=(l+m-n-p)(a-x)入??=m(b-a)+a(n+p)⑹⑴它們與濃度的關(guān)系⑶⑶(4)式-(5)式入0-人?,=(l+m-n-p)a(7)如果m、n、p為零,即這些物質(zhì)與X無關(guān),則X??=0,(8)式簡化為InX0/X=kt(9)對本實驗而言,以旋光度代入(8)式,得一級反應(yīng)速率方程式:ln(ao-a-)/(a-a?)=kt(10)以ln(a-a一對t作圖,直線斜率即為-k。Idat-aco=(a0-aTO)e_(11)at+A-aoo=(a0-aoo)e'k(l+M(12)(11)式-(12)式at-at+A=(a0-a?)e-kt(l-e_kA)

4、取對數(shù)ln(at-at+A)=ln[(a0-a?)(l-ekA)]-kt(13)從(13)式可看出,只要△保持不變,右端第一項為常數(shù),從作圖所得直線的斜率即可求得k?!骺蛇x為半衰期的2—3倍,或反應(yīng)接近完成的時間之半。本實驗可取A=30,每隔5min取一次讀數(shù)。III、儀器與試劑全自動旋光儀一套,容量瓶(50mlor25ml))—個,移液管(25ml)—支,100ml錐形瓶一個,50ml燒杯一個,攪拌棒一支;4mol-l^HCl,蔗糖。IV、實驗步驟1.先作儀器零點校正。2.在小燒杯中稱取蔗糖約5g,用少量蒸餾水溶解,傾入25ml容量瓶中,稀釋至刻度,再傾入100ml錐形瓶中。又用2

5、5ml移液管吸取Anohr1鹽酸溶液放入錐形瓶中,及時記錄反應(yīng)開始時間,混合均勻,盡快用此溶液淌洗旋光管后立即裝滿旋光管,蓋上玻璃片,注意勿使管內(nèi)存在氣泡,旋緊管帽后(用濾紙擦去管外的溶液,以防酸液腐蝕旋光儀)即放置在旋光儀中測出旋光度。此后每隔5min測一次,經(jīng)一小時后停止實驗。V、數(shù)據(jù)記錄與處理1、實驗數(shù)據(jù)記錄表1實驗室條件的記錄表表2取△為30min,每5min取一次數(shù)據(jù)(每個點快速讀取三個值而求平均值),列出記錄表格:t/minat(t+A)/minat+Aat-at“In(ciral+A)IIIIII平均值IIIIII平均值513.17213.14213.11013.143

6、355.8855.8205.8005.8357.3081.9891011.78211.75011.71311.743404.6704.6254.5954.6307.1141.9621510.55010.51010.48510.515453.5653.5353.5053.5356.9801.943209.4359.3859.3659.395502.5802.5402.5202.5476.8481.924258.2808.2458.2258.250551.6451.6001.5851.6106.6401.893307.0357.0056.9857.008600.7950.7750.765

7、0.7786.2301.829由圖可知:直線斜率為-0.0059故蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)k=0.0059VI、結(jié)果分析溫度/°c壓力/hp濕度/%21.91022.754.922.11022.055.0根據(jù)上述結(jié)果分析,可知蔗糖水解反應(yīng)的速率受多種因素的影響,主要有以下幾個方面:(1)催化劑。蔗糖在純水中水解速率很慢,通常需要加入催化劑以加快轉(zhuǎn)化速率,但催化劑的種類與濃度均會影響反應(yīng)速率。本實驗采用HC1溶液作催化劑,保持濃度不變,這在一定程度上避免了催化

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