物化實驗(蔗糖水解反應(yīng)速率常數(shù)的測定)

1、2022-4-251 實驗一實驗一 蔗糖水解蔗糖水解 反應(yīng)速率常數(shù)的測定反應(yīng)速率常數(shù)的測定2022-4-252 1.了解旋光儀的基本原理，掌握其使用方法。 2.理解旋光度的概念 和鞏固一級反應(yīng)的動力學(xué)特征。 3.掌握用物質(zhì)的旋光度間接測定反應(yīng)速率的原理和方法。（一）實驗?zāi)康模ㄒ唬嶒災(zāi)康?022-4-253蔗糖的水解反應(yīng)：C12H22O11 H2O H+ C6H12O6 C6H12O6蔗糖（A） 葡萄糖（C） 果糖（D） 這是一個二級反應(yīng)。 （二）實驗原理（二）實驗原理2022-4-254反應(yīng)中的H2O是大量存在的, 即 CH2O C蔗糖CH2O可看成是個常數(shù)上述反應(yīng)可看作一級反應(yīng)（準(zhǔn)一級反應(yīng)

2、），其速率方程可表示為： 或 kCdtdCkCdtdCCCtkoln12022-4-255 根據(jù)上式，只要測得不同反應(yīng)時刻蔗糖的濃度，即可求出反應(yīng)速率常數(shù)k 。本實驗是把一定濃度的蔗糖溶液與一定濃度的HCl溶液等體積混合，并測定混合液的旋光度隨時間的變化，再根據(jù)旋光度隨時間的變化關(guān)系推算出蔗糖的酸催化水解程度。2022-4-256 蔗糖具有右旋光性， = 66.55o,水解產(chǎn)生的葡萄糖也為右旋光性, = 52. 5o。而果糖為左旋光性， = 91.9o，由于果糖的左旋光性比葡萄糖的右旋光性大，所以隨著反應(yīng)的進(jìn)行，右旋數(shù)值逐漸減小，最后變成左旋。20D20D20D2022-4-257 在相同的測

3、定條件下，旋光度與物質(zhì)的濃度成正比，如果設(shè)0、t、分別為反應(yīng)開始時、t時、反應(yīng)終了時溶液的旋光度，K蔗、K葡 、K果分別為蔗糖、葡萄糖、果糖的旋光度與濃度之間的比例系數(shù)，則 0 =K蔗 C0(t=0,蔗糖尚未轉(zhuǎn)化) t =K蔗C+(K果+K葡)( C0C) =(K果+K葡) C0 (t=,蔗糖已完成轉(zhuǎn)化)2022-4-258 將上述三式合并，消去K，則得 將上式代入一級反應(yīng)的速率方程，則得 t0occt0lnt1k2022-4-259 整理后，得 ln (ln (t t )= )= k t +ln (k t +ln (0 0 ) ) 若測得不同時刻的t、，以 ln（t）對t作圖，從所得直線的斜

4、率即可求出蔗糖水解反應(yīng)的反應(yīng)速率常數(shù)k值。2022-4-2510 1.1. 稱取10.00g蔗糖，放入50mL燒杯中，加水溶解，轉(zhuǎn)移到100ML容量瓶中，稀釋定容。 2.2.儀器清零儀器清零 (1) 向上打開WZZ 2自動旋光儀電源開關(guān)。 (2)過約5分鐘鈉光燈激活后 ，向上打開光源開關(guān)，鈉光燈應(yīng)亮。若鈉光燈熄滅，則再將光源開關(guān)上下反復(fù)扳動12次，使鈉光燈點亮為正常。 （3）打開測量開關(guān)，數(shù)碼管上應(yīng)有數(shù)字顯示 。（三）實驗步驟（三）實驗步驟2022-4-2511鈉光燈鈉光燈光源開關(guān)光源開關(guān)電源開電源開關(guān)關(guān)復(fù)測按鈕復(fù)測按鈕測量開關(guān)測量開關(guān)清零按鈕清零按鈕 2022-4-2512 （4 4）洗凈恒

5、溫旋光管，將管子一端的蓋）洗凈恒溫旋光管，將管子一端的蓋子旋緊，向管內(nèi)注入蒸餾水，把玻璃片蓋子旋緊，向管內(nèi)注入蒸餾水，把玻璃片蓋好，使管內(nèi)無氣泡存在。再旋緊套蓋，勿好，使管內(nèi)無氣泡存在。再旋緊套蓋，勿使漏水。用吸水紙擦凈旋光管，再用擦鏡使漏水。用吸水紙擦凈旋光管，再用擦鏡紙將管兩端的玻璃片擦凈。放入旋光儀中紙將管兩端的玻璃片擦凈。放入旋光儀中蓋上槽蓋（蓋上槽蓋（試管放置時應(yīng)注意標(biāo)記的位置試管放置時應(yīng)注意標(biāo)記的位置和方向和方向），按清），按清0 0按鈕清按鈕清0 0。 2022-4-25132022-4-2514 3.蔗糖水解過程中t的測定 （1）用移液管取25mL蔗糖溶液置于100mL燒杯中。

6、移取25mL 4moldm-3HCl溶液加入此燒杯中（加入一半時按下秒表計時），拌勻。 2022-4-2515 （2）先用待測溶液快速潤洗旋光管12遍，再將溶液裝滿旋光管(操作同裝蒸餾水相同)。裝好擦凈立刻置于旋光儀中（放置的位置要與清0時相同），蓋上槽蓋。測量不同時間t時溶液的旋光度t。每隔一定時間，讀取一次旋光度，開始時，可每1min讀一次，后來，每2min讀一次。直到旋光度為負(fù)值。 2022-4-2516 4.4. 的測定的測定 將步驟3剩余的混合液轉(zhuǎn)移置帶塞的錐形瓶中，放入水浴鍋近55的水浴中（注意要蓋上瓶塞），恒溫30min以加速反應(yīng)，然后冷卻至實驗溫度，按上述操作，測定其旋光度，此

7、值即可認(rèn)為是。 2022-4-25175.關(guān)機 使用完畢后，依次關(guān)閉測量、光源、電源開關(guān)。同時洗凈旋光管，并裝入蒸餾水。2022-4-2518（四）實驗結(jié)果與分析（四）實驗結(jié)果與分析 （1）將時間t、t 、(t) 、 ln(t) 列成下表t(min)t(t)ln(t)2022-4-2519 （2 2）以）以t為橫坐標(biāo)、 ln(t) 為 縱坐標(biāo)作圖得一直線，從直線的斜率求出反應(yīng)的速率常數(shù)k。 （3）利用k值求出半衰期 t1/2 =0.6931/ k=2022-4-2520(1) 旋光管帽不必旋太緊，以不漏水為宜。(2) 清洗旋光管時，旋光管兩端的蓋玻片要放好，以防跌碎。(3) 測量前旋光管要潤洗。(4) 做的過