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1、学号：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 成绩： 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 + H2O C6H12O6 + C6H12O6 蔗糖 葡萄糖 果糖由于在较稀的蔗糖溶液中，水是
2、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 ,rkc反应速度常数，为单位浓度是的反应速度, 反应速度。k v也可以写为 v ,rktdc反应时间， 为时间 时蔗糖的浓度。tct当反应进行一半所用的时间称为半衰期，用 t1/2 表示，kt6932.0ln2/1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）cl
3、tD式中： 为实验时的温度； 为所用光源的波长； 为旋光度； 为t l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cml（1）可写成：（2）10/ltD或 （3）cltD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 cK式中： 是与物质的旋光能力、溶液层厚度、溶剂性质、光源的波K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20D右旋性物质（比旋光度 52.5） ，果糖是左旋性物质（比旋光度20D-91.9） 。因此当水解反应进行时，右旋角不断减小，当反应终20D了时体系将经过零变成
4、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：0t， K0CK0tC为开始时蔗糖的右旋角； 为反应进行到 时的混合物的旋角；0t为水解完毕时的左旋角。可用（ ）代表蔗糖的总量， （ 0）代表 时的蔗糖量。t t简单的推导证明方法可以如图示看出正比， 正比0 t3.反应速度常数 k 的求法 tttct 000 ln1Kln1l以 ln(t-)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(t-)对 t 作图
5、,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
6、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t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
7、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010203040506070-101lg(a1-2) t a=1.376b-0lg( t- ） = ，则 k=-2.303*(-0.0136)=0.0313ctk30.2skt 14.2.691ln21 实验分析：1、实验刚开始时，时间没有把握得太好，造使实验刚开始时出现了一定的误差！2、实验过程中，旋光仪的镜片应保持干净！3、实验过程当中，将样品管放入旋光仪内，放入样品管时，使管中残留的微小气泡进入凸出部分，否则会影响实验。
