旋光法測定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)-實驗報告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上（六） 旋光法測定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)一、目的要求 1、 測定蔗糖轉(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、實驗原理 蔗糖在水中水解成葡萄糖與果糖的反應(yīng)為C12H22O11（蔗糖）+ H2O C6H12O6 （葡萄糖）+ C6H12O6（果糖）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)終點時，雖然有部分水分子參加了反應(yīng)，但與溶質(zhì)（蔗糖）濃度

2、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)可視為一級反應(yīng)（動力學(xué)中稱之為準(zhǔn)一級反應(yīng)）。該反應(yīng)的速度方程為：dC/dt = kC 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)該反應(yīng)的半衰期與k的關(guān)系為：t1/2 = ln2/k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面按順時針方向旋轉(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面按逆時針方向旋轉(zhuǎn)，為左旋光性物質(zhì)，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，t=

3、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間而減少。當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行完全時，蔗糖溶液為零，溶液中只有葡萄糖和果糖，這時，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） = k t ln（0 ）從上式可見，以ln（ t）對 t作圖，可得一直線，由直線斜率可求得速度常數(shù)k。四、實驗步驟 1、從烘箱中取出錐形瓶。恒溫槽調(diào)至55。2、開啟旋光儀，按下“光源”和“測量”。預(yù)熱10分鐘后，洗凈樣品管，然后在樣品管中裝人蒸餾水，測量蒸餾水的旋光度，之后清零。3、量

4、取蔗糖和鹽酸溶液各30毫升至干凈干燥的錐形瓶，鹽酸倒入蔗糖中，搖勻，然后迅速用此溶液洗涮樣品管3次，再裝滿樣品管，放入旋光儀中，開始記時。將錐形瓶放入恒溫槽中加熱，待30分鐘后取出，冷卻至室溫。4、記時至2分鐘時，按動“復(fù)測”，記錄。如此，每隔2分鐘測量一次，直至30分鐘（注意：數(shù)值為正值時使用“+復(fù)測”，數(shù)值為負(fù)值時使用“-復(fù)測”）。5、倒去樣品管中的溶液，用加熱過的溶液洗涮樣品管3次，再裝滿樣品管，測其旋光值，共測5次，求平均值。五、實驗數(shù)據(jù)記錄 時間室 溫大 氣 壓實驗前29.2101.08Kpa實驗后27.5101.02Kpa時間/min.246810121416t/度3.5653.3

5、753.2653.0502.8502.6902.4952.230時間/min.18202224262830t/度2.0451.8901.6651.0250.8450.6000.175-0.570、-0.590 、-0.590、-0.605、-0.610 。的平均值為 ：-0.593六、數(shù)據(jù)處理t2468101214-0. 593-0. 593-0. 593-0.593-0.593-0. 593-0. 593t/度3.5653.3753.2653.0502.8502.6902.495Ln（t -）1.425031.378261.350141.292811.236341.188761.127521

6、618202224262830-0. 593-0. 593-0. 593-0. 593-0. 593-0. 593-0. 593-0. 5932.2302.0451.8901.6651.0250.8450.6000.1751.037800.970020.909470.814480.481190.363250.17467-0.26396由Ln（t -）t直線y = -0.0662x + 1.4062 可求得：蔗糖的轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率K=0.0662 半衰期：t = = =10.47min七、思考題1.實驗中，為什么用蒸餾水來校正旋光儀的零點? 在蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)過程中，所測的旋光度t是否需要零點校正?為什

7、么? 答：蒸餾水無旋光性，消除旋光儀的系統(tǒng)誤差；實驗中，所測的旋光度 t可以不校正零點，因t- ，已將系統(tǒng)的零點誤差消除掉。 2.蔗糖溶液為什么可粗略配制? 答：初始濃度對于數(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)，實驗 測定反應(yīng)速率常數(shù)k，以ln(t-)對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，為什么將鹽酸溶液倒入蔗糖溶液中，而不是相反？ 答：因為鹽酸是作為催化劑。若把蔗糖倒入鹽酸當(dāng)中，會導(dǎo)致反應(yīng)液中鹽酸的濃度過大，使得蔗糖在還沒檢測的時候就反應(yīng)完全，使實驗存在很大誤差。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、 實驗結(jié)果與討論： 本實驗測得蔗糖的轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率K=0.0662 ,半衰期為10.47min，測得的旋光度變化趨勢是從大到小，最終出現(xiàn)