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1、蔗糖水解反应速率常数的测定 实验报告序号：6Huna n Institute of Science and Tech no logy物理化学实验报告姓名:XXX院系：化学化工学院班级：XXX 学号:XXXXXXX 指导老师：XXX同组者:XXXXXXXXXXX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CHO + HO = CHO + CHO12 22 11 2 6 12 6 6 12 6为使水解反应加速，反应
2、常常以H+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：-虫=KCdt积分后：ln-o二Kt 或 In C=k t+S C。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nC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。t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
3、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a，a，a分别为时间0, t，8时溶液的旋光度,0t8则可导出：C*（aa ）, C8（aa ）008tt8所以可以得出：ln（a a ） / （a a ）=k t08t8即： n（a a ）=k t + n（a a ）t808上式中n（a a ）对t作图，从所得直线的斜率即可求得反 t8应速度常数K。一级反应的半衰期则用下式求取：t 二n2/k=0693/k1/2三、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
4、 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lOmino(2) 将超级恒温槽的温度调节到25Co2、溶液配制与恒温称取10g蔗糖于烧杯中，加蒸憾水溶解，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25C的恒温槽中恒温1015iniri。3、蔗糖水解反应过程中at的测定将恒温后的两个锥形瓶取出，将HC1溶液倾倒至蔗糖溶液中。倾 倒的
5、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, & 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60min 时处进行测定。4、a 8的测定将步骤4中的剩余混合液置于5060C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a 8的值。PH-u8 Jd /UIOOOOOOOOOOOQOOOOOOOledjn.os“舉出pg.gz 期醐916OOOZZOOZOO oozog8 寸 ogg8z 9 9 g 寸Ol
6、(M Ol CM (MOO CM Z CMZ 寸 9 8三巴吕紅吕吕IOUIZ以t为横坐标，ln(x -a )为纵坐标作ln(a -at图tgtg01020304050X Axis Title图 1ln(a -a )-t 图tg曲线方程对比可得ln(a -a )=341941562一001tt8lnCx -a )= lnCx -a )- ktK=001t go g半衰期为t = In 2 / k = 69.3 min1/2六、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
7、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S(a a )对七作图求k,不需要a的数值。t804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用蔗糖不纯对实验有什 么影响？答：此反应对蔗糖为一级反应，利用实验数据求k时不需要知 道蔗糖的初始浓度。所以配溶液时可用粗天平称量。若蔗糖中的不纯 物对反应本身无影影响，则对实验结果也无影响。
