旋光法測(cè)定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)-實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、最新 料推薦旋光法測(cè)定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)一、目的要求1、 測(cè)定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)和半衰期。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。二、儀器與試劑wzz-2b自動(dòng)旋光儀，樣品管，秒表，恒溫槽，量筒，錐形瓶，蔗糖水溶液，鹽酸水溶液三、實(shí)驗(yàn)原理蔗糖在水中水解成葡萄糖與果糖的反應(yīng)為c12h 22o11( 蔗糖 )+ h 2ohc6 h12o6 ( 葡萄糖 )+ c6 h12o6（果糖）這是個(gè)二級(jí)反應(yīng)。為使水解反應(yīng)加速，反應(yīng)常常以 h+為催化劑。由于在較稀的蔗糖溶液中，水是大量的，反應(yīng)達(dá)終點(diǎn)時(shí)，雖然有部分水分子參加了反應(yīng)，但與溶質(zhì)（蔗

2、糖）濃度相比可以認(rèn)為它的濃度沒有改變。因此，在一定的酸度下，反應(yīng)速度只與蔗糖的濃度有關(guān)， 所以該反應(yīng)可視為一級(jí)反應(yīng) （動(dòng)力學(xué)中稱之為準(zhǔn)一級(jí)反應(yīng)）。該反應(yīng)的速度方程為：- d dcktkc 積分之后得： lnclnc 0t其中為蔗糖溶液的濃度，k 為蔗糖在該條件下的水解反應(yīng)速度常數(shù)ln 20.693該反應(yīng)的半衰期與k 的關(guān)系為： t1 / 2kk蔗糖、葡萄糖、果糖都是旋光性的物質(zhì)， 即都能使透過它們的偏振光的振動(dòng)面旋轉(zhuǎn)一定的角度，稱為旋光度，以 表示。其中蔗糖、葡萄糖能使偏振光的振動(dòng)面按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)， 為右旋光性物質(zhì)， 旋光度為正值。 而果糖能使偏振光的振動(dòng)面按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，為左旋光性物質(zhì)，

3、旋光度為負(fù)值。反應(yīng)進(jìn)程中，溶液的旋光度變化情況如下：當(dāng)反應(yīng)開始時(shí)， t=0 ，溶液只有蔗糖的右旋，旋光度為正值，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，蔗糖溶液減少，葡萄糖和果糖濃度增大， 由于果糖的左旋能力強(qiáng)于葡萄糖的右旋。整體來說，溶液的旋光度隨著時(shí)間而減少。當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行完全時(shí)，蔗糖溶液為零，溶液中只有葡萄糖和果糖，這時(shí)，溶液的旋光度為負(fù)值?？梢姡磻?yīng)過程中物質(zhì)濃度的變化可以用旋光度來代替表示。ln （ t ） = - kt ln （0 ）從上式可見，以 ln （ t ）對(duì) t作圖，可得一直線，由直線斜率可求得速度常數(shù) k。四、實(shí)驗(yàn)步驟1、旋光儀的零點(diǎn)校正開啟旋光儀，按下“光源”和“測(cè)量” ，預(yù)熱 10 分鐘。蒸餾

4、水為非旋光物質(zhì) , 可以用來校正旋光儀的零點(diǎn)。 校正時(shí)候先洗凈樣品管，將管的一端加上蓋子， 并由另一端加滿蒸餾水， 蓋上玻璃蓋和套蓋， 玻璃片緊挨著旋光管，管內(nèi)不應(yīng)該有氣泡。 用吸濾紙把管外的水擦干， 放入旋光儀的光路中，之后清零。2、反應(yīng)過程的旋光度的測(cè)定 把恒溫水浴調(diào)到 50 。取出錐形瓶蔗糖溶液 25ml ，鹽酸溶液 25ml ，把鹽酸倒入蔗糖中，混合均勻。用該溶液潤洗旋光儀之后，加入該溶液進(jìn)入旋光管，測(cè)量各時(shí)間的旋光度。從旋光度最大時(shí)開始記錄，1最新 料推薦每隔五分鐘記錄一次，記錄40 分鐘。3、 的測(cè)量 把混合液放入 50 恒溫水浴中加熱至四十分鐘之后， 取出冷卻到室內(nèi)溫度，潤洗旋光

5、管，測(cè)量旋光度。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理0510152025303540t10.1259.1658.2507.3606.5055.6804.8554.0203.235ln （ t 2.645 2.574 2.502 2.426 2.348 2.265 2.176 2.076 1.973 ）的平均值為：-3.955旋光度與時(shí)間的關(guān)系旋光法測(cè)定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)由 ln（ t - ） t 直線 y = -0.0168x + 2.6618可求得：蔗糖的轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率k=0.0168in 2半衰期： t 1=2k= 0.693 =41.25min k七、思考題1. 實(shí)驗(yàn)中，為什么用蒸餾水來校正旋光儀的

6、零點(diǎn)? 在蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)過程中， 所測(cè)2最新 料推薦的旋光度t 是否需要零點(diǎn)校正 ?為什么 ?答：因?yàn)檎麴s水無旋光性，可以消除旋光儀的系統(tǒng)誤差；實(shí)驗(yàn)中，所測(cè)的旋光度t 可以不校正零點(diǎn)，因t - ，已將系統(tǒng)的零點(diǎn)誤差消除掉。2. 蔗糖溶液為什么可粗略配制 ?答：初始濃度對(duì)于數(shù)據(jù)影響不大。 速率常數(shù) k 與溫度和催化劑的濃度有關(guān)， 實(shí)驗(yàn)測(cè)定反應(yīng)速率常數(shù) k，以 ln （t ）對(duì) t 作圖，由所得直線的斜率求出反應(yīng)速率常數(shù) k，與初始濃度無關(guān)3. 蔗糖的轉(zhuǎn)化速度和哪些因素有關(guān) ? 答：溫度，催化劑得濃度、種類等。4. 溶液的旋光度與哪些因素有關(guān)？答：溶液的旋光度與溶液中所含旋光物質(zhì)的種類、 濃度、溶劑的性質(zhì)、液層厚度、光源波長及溫度等因素有關(guān)。5. 反應(yīng)開始時(shí)，為什么將鹽酸溶液倒入蔗糖溶液中，而不是相反？答：因?yàn)辂}酸是作為催化劑。若把蔗糖倒入鹽酸當(dāng)中，會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)液中鹽酸的濃度過大，使得蔗糖在還沒檢測(cè)的時(shí)候就反應(yīng)完全，使實(shí)驗(yàn)存在很大誤差。若那鹽酸倒入蔗糖溶液中，可以避免這種事情發(fā)生，最大地降低了誤差的出現(xiàn)。八、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論：本實(shí)驗(yàn)測(cè)得蔗糖的轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率 k=0.0168, 半衰期為 41.25min ，測(cè)得的旋光度變化趨勢(shì)是從大到小， 最終出現(xiàn)負(fù)值。 證明果糖