实验十一--蔗糖水解反应

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蔗糖水解反应实验报告

蔗糖水解反应实验报告

蔗糖水解反应实验报告一、实验目的1、了解蔗糖水解反应体系中各物质浓度与旋光度之间的关系。

2、测定蔗糖水解反应的速率常数和半衰期。

3、了解旋光仪的基本原理,并掌握其正确的操作技术。

二、实验原理蔗糖在水中转化成葡萄糖与果糖,其反应为:C12H22O11 + H2OC6H12O6 + C6H12O6(蔗糖) (葡萄糖) (果糖)它属于二级反应,在纯水中此反应的速率极慢,通常需要在H+离子催化作用下进行。

由于反应时水大量存在,尽管有部分水分子参与反应,仍可近似地认为整个反应过程中水的浓度是恒定的,而且H+是催化剂,其浓度也保持不变。

因此蔗糖转化反应可看作为一级反应。

一级反应的速率方程可由下式表示:—式中c为时间t时的反应物浓度,k为反应速率常数。

积分可得: Inc=-kt + Inc0c0为反应开始时反应物浓度。

一级反应的半衰期为: t1/2=从上式中我们不难看出,在不同时间测定反应物的相应浓度,是可以求出反应速率常数k的。

然而反应是在不断进行的,要快速分析出反应物的浓度是困难的。

但是,蔗糖及其转化产物,都具有旋光性,而且它们的旋光能力不同,故可以利用体系在反应进程中旋光度的变化来度量反应进程。

测量物质旋光度所用的仪器称为旋光仪。

溶液的旋光度与溶液中所含旋光物质的旋光能力,溶剂性质,溶液浓度,样品管长度及温度等均有关系。

当其它条件均固定时,旋光度α与反应物浓度c呈线性关系,即α=Kc式中比例常数K与物质旋光能力,溶剂性质,样品管长度,温度等有关。

物质的旋光能力用比旋光度来度量,比旋光度用下式表示:式中“20”表示实验时温度为20℃,D是指用纳灯光源D线的波长(即589毫微米),α为测得的旋光度,l为样品管长度(dm),c A为浓度(g/100mL)。

作为反应物的蔗糖是右旋性物质,其比旋光度=66.6°;生成物中葡萄糖也是右旋性物质,其比旋光度=52.5°,但果糖是左旋性物质,其比旋光度=-91.9°。

实验十一蔗糖水解反应速率常数的测定实验报告.doc

实验十一蔗糖水解反应速率常数的测定实验报告.doc

实验十一蔗糖水解反应速率常数的测定实验报告.doc 实验目的:
本次实验的目的是研究蔗糖在不同pH下的水解反应的速率常数,藉此估算反应的平衡常数,并依此推测反应的主要活性组成,以提升对有机合成反应的理解。

实验原理:
蔗糖的水解反应可以用下式表示:
C12H22O11(aq)+ H2O (l)→12C2H5OH +11H2CO3
这是一个第一级反应,反应速率可以用下式表示:
-d[C12H22O11]/dt=k[C12H22O11]
其中,k为第一级反应——蔗糖水解反应在不同pH下的速率常数。

实验步骤:
1.准备实验设备:分离液比重计、称量瓶、烧杯及相应的工具;
2.准备实验消耗物:蔗糖、稀硫酸、稀硝酸、氯化钠;
3.按照实验要求,溶解蔗糖等适量消耗物,制备相应溶液;
4.依据实验要求,在分离液比重计上,根据试液缓慢改变比重,覆盖不同pH,进行反应;
5.同样观测不同温度下,蔗糖在不同pH下水解反应的速率,将反应速率数据记录下来;
6.根据采集到的反应数据,已Arrhenius关系式计算出反应的活化能,计算出反应的速率常数。

实验结果:
根据实验测得的结果,反应在不同pH下反应的速率常数如下:
pH 2:0.048min-1
总结:
通过本次实验,我们研究了蔗糖在不同pH下水解反应的速率常数。

结果表明,反应随着pH增加而增快,由此可见,pH对蔗糖水解反应速率有明显的影响。

此外,可以从不
同温度下,蔗糖水解反应的速率曲线中推断出活化能值,并根据Arrhenius关系式对反应的速率常数进行估算。

蔗糖水解实验报告

蔗糖水解实验报告

蔗糖水解实验报告引言:蔗糖(C12H22O11)是一种常见的二糖,在日常生活中被广泛应用于食品和饮料制作中。

蔗糖可以通过水解反应被分解成葡萄糖(C6H12O6)和果糖(C6H12O6)。

本实验旨在探究蔗糖水解反应的条件和速率,了解这一过程的化学原理。

一、实验材料和方法:实验材料:- 蔗糖- 稀硫酸(H2SO4)溶液- 水中浴- 反应釜或烧杯- 玻璃棒或搅拌子实验方法:1. 在一个反应釜中或烧杯中,加入适量的蔗糖。

2. 慢慢加入稀硫酸溶液,同时用玻璃棒或搅拌子搅拌反应混合物。

3. 在水中浴中保持溶液温度恒定,观察水解反应的进行。

二、实验过程:本实验分为两部分,分别是室温下和加热条件下的蔗糖水解反应。

1. 室温下的实验:首先,我们将适量的蔗糖加入到一个烧杯中,再缓慢加入稀硫酸溶液。

观察到蔗糖开始溶解,并且溶液变得黄色。

这是因为稀硫酸使蔗糖水解成果糖和葡萄糖。

这种反应是一个水解反应,需要时间来完成。

2. 加热条件下的实验:接下来,我们将在水浴中加热蔗糖与稀硫酸混合物。

加热过程中,观察到反应速率明显增加,溶液也迅速变为深黄色。

这是因为加热可以提供额外的活化能,促进水解反应的进行。

此外,加热还可以加快反应速率,使反应更快速地达到平衡。

三、实验结果与讨论:1. 实验结果:在室温下的实验中,我们观察到蔗糖逐渐溶解,在水解反应进行的同时,溶液逐渐变为黄色。

当我们加热反应混合物时,溶液迅速转为深黄色,反应速率加快。

2. 结果讨论:蔗糖的水解反应是一个缓慢的过程,除非加热促进反应速率。

这是因为水解过程需要破坏蔗糖分子内的化学键,形成新的糖分子。

而稀硫酸作为催化剂,可以提供反应所需的活化能,促进水解反应的进行。

此外,加热也能够加快分子间碰撞的速率,使反应更快速地达到平衡。

四、结论:本实验结果表明,蔗糖可以通过与稀硫酸反应被水解成果糖和葡萄糖。

蔗糖水解反应的速率可以通过加热提高。

总结:蔗糖水解反应是一项重要的化学过程,可以产生不同的糖类物质,这对食品和饮料行业起着重要作用。

物化实验蔗糖水解反应速率常数的测定

物化实验蔗糖水解反应速率常数的测定

蔗糖水解反应速率常数的测定一. 实验目的1. 了解旋光仪的基本原理,掌握旋光仪的正确使用方法。

2. 熟悉反应物和产物的浓度与其旋光度之间的关系。

3. 用自动旋光仪测定蔗糖在酸催化下水解的反映速率常数和半衰期。

二. 实验原理1. 蔗糖在水中转化为葡萄糖和果糖,反应式为:C 12H 22O 11(蔗糖)+H 2O →C 6H 12O 6(葡萄糖)+C 6H 12O 6(果糖)此反应的反应速率与蔗糖,水及催化剂H +离子的浓度有关。

由于H +离子及水的浓度可近似认为不变,因此,蔗糖水解反应可看作为一级反应(假一级反应)。

2. 此反应速率可由下式表示:-dc/dt=kc积分后可得lnc t =lnc 0-ktc t 为时间t 时反应物的浓度, c 0为反应开始时反应物的浓度,k 为反应速率常数。

3. 反应速率还可以用半衰期t 1/2表示,即反应物浓度为反应开始浓度的一半时所需要的时间。

4. 由2式子可得 -d (c 0-x )/dt=k (c 0-x )积分后可得ln(00C C X -)=KX t=0.693k ln 00C C X -当反应进行一半时:t1/2=1k ln000cc1/2c=1kln0c1/2c=ln2k=0.693k5.蔗糖是右旋性物质,比旋光度为66.6°,生成物葡萄糖也是右旋性物质,比旋光度为52.5°,果糖是左旋性物质,比旋光度为-91.9°。

由于果糖的左旋光性比葡萄糖的右旋光性大,所以生成物呈左旋光性。

故随着反应的不断进行,反应体系的旋光性将由右旋变为左旋,直到蔗糖完全水解,这时的左旋角度达到最大值。

三.仪器与试剂WZZ-2B自动旋光仪带塞锥形瓶(150ml)烧杯(100ml)秒表电子台秤移液管(25ml)玻璃棒洗耳球铁夹子HCL(4mol/L)蔗糖(分析纯)四.实验步骤1.插上电源,打开仪器电源开关。

这时钠光灯在交流工作状态下起辉,预热5min,至钠光灯从紫色变到黄色,钠光灯才发光稳定。

蔗糖水解实验报告标准版

蔗糖水解实验报告标准版

蔗糖水解实验报告(标准版) 蔗糖水解实验报告一、实验目的1.学习和掌握蔗糖水解反应的原理和方法。

2.观察蔗糖在不同条件下的水解速度和产物。

3.培养实验操作技能和观察能力,提高对科学实验的兴趣。

二、实验原理蔗糖是一种双糖,可溶于水,具有甜味。

在酸或酶的作用下可水解成单糖(葡萄糖和果糖),此反应称为蔗糖的水解。

本实验采用酸水解和酶水解两种方法进行比较,观察反应速度、产物的量和纯度。

三、实验步骤1.准备实验用品:50%蔗糖溶液、盐酸盐酸盐酸(浓度)、恒温水浴、硫酸、淀粉试纸、碘试剂、玻璃棒、试管、滴定管、计时器。

2.酸水解:将一定量的50%蔗糖溶液放入试管中,加入盐酸盐酸盐酸,摇匀。

将试管放入恒温水浴中,用计时器记录时间。

随着反应的进行,不断搅拌溶液,并使用碘试剂检测溶液中的还原糖。

当溶液颜色发生变化时,表示蔗糖已经水解完全。

记录水解所需时间。

3.酶水解:将一定量的50%蔗糖溶液放入试管中,加入适量的蔗糖酶,摇匀。

将试管放入恒温水浴中,用计时器记录时间。

随着反应的进行,不断搅拌溶液,并使用碘试剂检测溶液中的还原糖。

当溶液颜色发生变化时,表示蔗糖已经水解完全。

记录水解所需时间。

4.测定还原糖:取两个试管,分别加入酸水解和酶水解得到的溶液各1mL,再加入9mL蒸馏水稀释。

用碘试剂进行显色反应,记录颜色变化所需时间,并比较颜色的深浅,从而判断还原糖的含量。

四、实验结果与分析1.酸水解与酶水解的比较:酸水解反应快,但产物果糖含量较高;酶水解反应慢,但产物葡萄糖含量较高。

酸水解产生的果糖具有较高的甜度,而葡萄糖的甜度较低。

因此,在实际应用中应根据需要选择合适的蔗糖水解方法。

2.影响因素分析:酸水解与酶水解的速度受温度、浓度、催化剂等因素的影响。

在实验过程中,应控制变量,以排除干扰因素的影响。

同时,实验操作过程中要注意安全问题,如酸的使用、加热等环节应规范操作。

3.实验误差分析:由于实验操作和环境因素的影响,实验结果可能存在误差。

实验十一蔗糖转化速率常数的测定

实验十一蔗糖转化速率常数的测定

如能在一定的时间间隔t 内测得一系列数据,因为t 为定值,所以 ln(c - c ¢) 对 t 作图, 即可由直线的斜率求出 k 值。 这个方法的困难是必须使t 为一定值,而这通常不易直接求得,需要从 c ~ t 图上求 得,因而又多一步计算手续。
六、旋光仪的使用
1.旋光仪的构造及原理 光是电磁波,自然光在传播方向垂直的各个方向上都有振动,称为普通光。当光在 某个方向的振动占优势时,这种光称为偏振光。某些有机化合物和晶体,因为他们的分 子结构和晶体结构的特殊性,当有偏振光通过时,可使偏振光的振动平面向左或向右偏 转一定角度。这种使偏振光的振动面发生偏转的化合物称为旋光物质或光学活性物质, 这是因为分子内部有手性中心或晶体的各向异性造成的。旋光物质所具有的这种使偏振 面偏转的能力称为旋光性。一定温度下,偏转的角度和方向与所测物质的本性、溶液的 浓度、液层的厚度及偏振光的波长等因素有关。利用旋光性,可对旋光物质进行定性和
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图 11-2 旋光仪的光学系统 1.光源 2.起偏棱镜 3.石英片 4.样品管 5. 检偏镜 6.目镜 Figure11-2 Oource 2. polarizer 3. quartz piece 4.sample compartment 5.analyzer 6.detector
四、实验内容
1.将恒温槽与旋光管保温套相接,将超级恒温水浴的温度调节为 25℃,开通超级 恒温水浴的循环水。用受皿天平称取约 10 g 蔗糖于碘量瓶内,并加蒸馏水 50 mL 使蔗糖 完全溶解。若溶液浑浊,则需过滤。用移液管移取蔗糖溶液 25.00 mL 放入一个清洁干燥 的碘量瓶中,在另一个清洁干燥的碘量瓶内移入 25.00 mL 0.5 mol/L 的 HCl 溶液。将这 两只碘量瓶一起放入恒温槽中恒温 5 min ~10 min。 2.将恒温槽中 25mL HCl 溶液迅速倾入 25mL 蔗糖溶液中,立即按下秒表,作为反 应起点 t0。再将溶液倒回盛 HCl 溶液的碘量瓶中,如此反复三次,摇匀。迅速取少许混 合溶液荡洗旋光管 3 ~ 4 次,然后将此混合溶液装入旋光管,盛满,盖好管盖(勿使管 内有气泡) ,擦净,立刻放进旋光仪内。测量各时间 t 时溶液的旋光度 t,测定时要迅速、 准确。剩余混合反应液连同碘量瓶一起放入 65℃ 左右的高温水浴内加速反应至水解完 全。 3.测量时间间隔大致如下:从 t0 开始每隔 5、5、10、10、20、20、30 min 各测一 次。 4.t 测定完毕后,取出高温水浴内的反应液冷却至实验温度,装入旋光管,测其旋 光度的值。 6.实验结束后,必须洗净旋光管和碘量瓶,并将碘量瓶放入烘箱烘干。

蔗糖水解实验报告

蔗糖水解实验报告

蔗糖水解实验报告实验目的:了解蔗糖水解反应的基本原理,探究酶对蔗糖水解速率的影响。

实验器材和试剂:1. 高温恒温槽2. 恒温振荡器3. 进气管4. 磷酸盐缓冲溶液(pH 6.8)5. 蔗糖溶液6. 酶液7. 间隔时间计时器8. 甘露醇溶液(作对照)实验步骤:1. 准备所需的酶液、缓冲液、蔗糖溶液和甘露醇溶液。

将恒温槽温度设定为37℃。

2. 在实验管中加入3ml缓冲溶液。

3. 分别加入1ml蔗糖溶液和1ml酶液,迅速混合,并将实验管放入恒温槽中开始反应,同时开始计时。

4. 每隔一定时间(如10秒)取出实验管,立即加入1ml甘露醇溶液停止反应,即可便于比色。

5. 在不同时间点停止反应后,使用间隔时间计时器计算下一次取样时间,并重复步骤4,直至5次实验取样完成。

6. 将取样液体的吸光度的数值记录下来。

实验数据记录与处理:根据所得的吸光度数值绘制时间与吸光度的关系曲线。

根据曲线的形状可以初步判断蔗糖的水解反应速率。

实验注意事项:1. 实验过程中要保持恒温槽温度的稳定,以保证实验条件的一致性。

2. 在取样之前,要确保甘露醇溶液的加入能够迅速停止反应,避免产生误差。

3. 实验过程中要注意操作的准确性,避免实验误差的引入。

实验结果与分析:根据时间与吸光度关系曲线的形状,可以初步判断蔗糖的水解反应速率。

如果曲线呈现逐渐增加并趋于平缓的趋势,则表示蔗糖水解速率较慢;如果曲线呈现急速增加并逐渐趋于稳定的趋势,则表示蔗糖水解速率较快。

通过对比甘露醇溶液的吸光度曲线,可以排除其他因素对吸光度的影响,准确评估酶对蔗糖水解的影响。

实验结论:通过本实验可以得到蔗糖水解反应速率与酶浓度的关系,进而了解蔗糖被酶水解的机理和速率。

根据实验结果可以得出结论:酶浓度越高,蔗糖水解速率越快。

这一实验结果有助于探究生物体内各种代谢反应的速率调节和调控机制。

蔗糖水解实验报告

蔗糖水解实验报告

蔗糖水解实验报告简介蔗糖是生活中常见的一种糖分。

蔗糖水解是一种以酸为催化剂的化学反应,它可以将蔗糖水解成葡萄糖和果糖两种单糖,进一步将单糖分解成能被人体吸收利用的小分子糖。

因此,通过这个实验,我们可以探究蔗糖在人体内消化吸收的过程。

实验方法实验仪器:试管架、试管、移液管、取样钳、酸度计等。

实验药品:蔗糖、硫酸、蒸馏水、氢氧化钠、酚酞等。

步骤如下:1、取一定量的蔗糖,加入试管中,用蒸馏水稀释至一定浓度,并记录下蔗糖的浓度和稀释倍数。

2、在试管中加入适量的硫酸溶液作为催化剂,放置一段时间。

3、加入合适的氢氧化钠溶液来中和硫酸,使得溶液的酸碱度接近于中性,再加入适量的酚酞作为指示剂。

4、使用酸度计测定液体的pH值,并记录下结果。

5、通过比对控制组(不加硫酸)与实验组(加硫酸)pH值的差异,观察酸性反应对蔗糖的水解速度产生的影响。

实验结果在加入硫酸的情况下,蔗糖的水解速度会加快。

我们测得控制组的pH值为7,而实验组的pH值仅为3左右,在酸性环境下,蔗糖分子与硫酸中的氢离子结合,使得蔗糖分子间的结构松散,从而容易被水解成葡萄糖和果糖,同时生成大量的蔗糖酸。

在此过程中,酸酐中脱去了一水分子,生成了葡萄糖和果糖单糖。

综上所述,在过酸环境中,蔗糖水解速度会明显提高。

实验结论蔗糖水解实验表明,在过酸环境下,蔗糖水解平衡向单糖方向移动,水解速度会加快。

由于人体内胃部的酸性环境,蔗糖在人体中同样可以迅速被水解成小分子的葡萄糖和果糖,从而为我们提供能量。

然而,蔗糖过量摄入会给身体带来许多健康问题,因此在日常生活中应适当控制蔗糖的摄入量。

实验意义本次实验通过模拟人体酸性环境,探究了蔗糖在人体内的消化吸收过程。

这对于了解人体消化系统的功能及蔗糖的代谢具有一定的意义,为我们控制蔗糖摄入提供了一定的科学依据。

同时,在学习化学实验中,我们也能更好地理解化学反应的原理和涉及到的科学知识,有助于我们更好地学习化学相关知识。

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实验十一--蔗糖水解反应
实验十一 蔗糖水解反应
【实验目的】
1. 测定不同温度时蔗糖转化反应的速率常数和半衰期,并求算蔗糖转化反应的活化能。

2. 了解旋光仪的构造、工作原理,掌握旋光仪的使用方法。

【基本要求】
1.了解在蔗糖反应的动力学方程式中,任何时刻t 的蔗糖浓渡可以被反应体系在该时刻的选光度α与反应终了时的选光度∞α之差所替代的依据。

2 测定蔗糖转化率的速率常数的半衰期。

3 了解旋光仪的基本原理,掌握其实用方法。

【实验原理】
蔗糖转化反应为: C 12H 22O 11 + H 2O → C 6H 12O 6 + C 6H 12O 6
蔗糖 葡萄糖 果糖
为使水解反应加速,常以酸为催化剂,故反应在酸性介质中进行。

由于反应中水是大量的,可以认为整个反应中水的浓度基本是恒定的。

而H +是催化剂,其浓度也是固定的。

所以,此反应可视为准一级反应。

其动力学方程为
kC dt
dC
=-
(1) 式中,k 为反应速率常数;C 为时间t 时的反应物浓度。

将(1)式积分得: 0ln ln C kt C +-= (2)
式中,C 0为反应物的初始浓度。

当C =1/2C 0时,t 可用t 1/2表示,即为反应的半衰期。

由(2)式可得:
k
k t 693
.02ln 2/1=
=
(3)
蔗糖及水解产物均为旋光性物质。

但它们的旋光能力不同,故可以利用体系
在反应过程中旋光度的变化来衡量反应的进程。

溶液的旋光度与溶液中所含旋光物质的种类、浓度、溶剂的性质、液层厚度、光源波长及温度等因素有关。

为了比较各种物质的旋光能力,引入比旋光度的概念。

比旋光度可用下式表示:
[]lC
t D α
α= (4)
式中,t 为实验温度(℃);D 为光源波长;α为旋光度;l 为液层厚度(m);C 为浓度(kg·m -3)。

由(4)式可知,当其它条件不变时,旋光度α与浓度C 成正比。

即:
α=KC (5)
式中的K 是一个与物质旋光能力、液层厚度、溶剂性质、光源波长、温度等因素有关的常数。

在蔗糖的水解反应中,反应物蔗糖是右旋性物质,其比旋光度[α]20D =66.6°。

产物中葡萄糖也是右旋性物质,其比旋光度[α]20D =52.5°;而产物中的果糖则是左旋性物质,其比旋光度[α]20D =-91.9°。

因此,随着水解反应的进行,右旋角不断减小,最后经过零点变成左旋。

旋光度与浓度成正比,并且溶液的旋光度为各组成的旋光度之和。

若反应时间为0,t ,∞时溶液的旋光度分别用
α0,αt ,α∞表示。

则:
α0=K 反C 0 (表示蔗糖未转化) (6) α∞=K 生C 0 (表示蔗糖已完全转化) (7)
式(6)、(7)中的K 反和K 生分别为对应反应物与产物之比例常数。

αt =K 反C +K 生(C 0-C ) (8)
由(6)、(7)、(8)三式联立可以解得:
()∞∞
-'=--=
αααα000K K K C 生
反 (9)
()∞∞
-'=--=
ααααt t K K K C 生
反 (10)
将(9)、(10)两式代入(2)式即得:
()()∞∞-+-=-αααα0ln ln kt t (11)
由(11)式可见,以ln(αt -α∞)对t 作图为一直线,由该直线的斜率即可求得反应速率常数k 。

进而可求得半衰期t 1/2。

根据阿累尼乌斯公式2
11212)
(ln T RT T T E k k a -=,可求出蔗糖转化反应的活化能E a 。

【仪器试剂】
旋光仪1台;恒温旋光管1只;恒温槽1套;台称1台;停表1块;烧杯(100mL)1个;移液管(30mL)2只;带塞三角瓶(100mL)2只。

HCl 溶液(4或2mol·dm -3);蔗糖(分析纯)。

【实验步骤】
1. 将恒温槽调节到(25.0±0.1)℃恒温,然后在恒温旋光管中接上恒温水。

2. 旋光仪零点的校正
洗净恒温旋光管,将管子一端的盖子旋紧,向管内注入蒸馏水,把玻璃片盖好,使管内无气泡(或小气泡)存在。

再旋紧套盖,勿使漏水。

用吸水纸擦净旋光管,再用擦镜纸将管两端的玻璃片擦净。

放入旋光仪中盖上槽盖,打开光源,调节目镜使视野清晰,然后旋转检偏镜至观察到的三分视野最暗且暗度相等为止,记下检偏镜之旋转角α,重复操作三次,取其平均值,即为旋光仪的零点。

3. 蔗糖水解过程中αt 的测定
用台称称取20g 蔗糖,放入250mL 烧杯中,加入100mL 蒸馏水配成溶液(若溶液混浊则需过滤)。

用移液管取30mL 蔗糖溶液置于100mL 带塞三角瓶中。

移取30mL4mol·dm -3HCl 溶液于另一100mL 带塞三角瓶中。

一起放入恒温槽内,恒温10min 。

取出两只三角瓶,将HCl 迅速倒入蔗糖中,来回倒三次,使之充分混合。

并且在加入HCl 时开始记时,将混合液装满旋光管(操作同装蒸馏水相同)。

装好擦净立刻置于旋光仪中,盖上槽盖。

测量不同时间t 时溶液的旋光度αt 。

测定时要迅速准确,当将三分视野暗度调节相同后,先记下时间,再读取旋光度。

每隔一定时间,读取一次旋光度,开始时,可每3min 读一次,30min 后,每5min 读一次。

测定1h 。

4. αt 的测定:将步骤3剩余的混合液置于近60℃的水浴中,恒温30min 以加速反应,然后冷却至实验温度,按上述操作,测定其旋光度,此值即为αt 。

5. 另取30ml蔗糖溶液,将恒温槽调节到(30.0±0.1)℃恒温,按实验步骤3、4测定30.0℃时的αt及α∞。

6. 本实验也可采用自动旋光仪进行测定,其操作步骤与本实验相同。

自动旋光仪的使用方法见第一篇第五章光学测量技术及仪器。

【注意事项】
装样品时,旋光管管盖旋至不漏液体即可,不要用力过猛,以免压碎玻璃片。

在测定α∞时,通过加热使反应速度加快转化完全。

但加热温度不要超过60℃,加热过程要防止溶剂挥发,溶液浓度变化。

由于酸对仪器有腐蚀,操作时应特别注意,避免酸液滴漏到仪器上。

实验结束后必须将旋光管洗净。

旋光仪中的钠光灯不宜长时间开启,测量间隔较长时应关闭几min,下一次测量前5min开启使光源稳定,以免损坏。

【数据处理】
1. 将实验数据记录于下表:
温度:;盐酸浓度:;α∞:
2. 以ln(αt-α∞)对t作图,由所得直线的斜率求出反应速率常数k。

3. 计算蔗糖转化反应的半衰期t1/2。

4. 由两个温度测得的k值计算反应的活化能。

【实验讨论】
1. 测定旋光度有以下几种用途:(1)鉴定物质的纯度;(2)决定物质在溶液中的浓度或含量;(3)测定溶液的密度;(4)光学异构体的鉴别等。

2. 古根哈姆(Guggenheim)曾经推出了不需测定反应终了浓度(本实验中即为α∞)就能够计算一级反应速率常数k的方法,他的出发点是因为一级反应在时间t与t-Δt时反应的浓度c及c’可分别表示为:
c=c
0e-kt
c
为起始浓度;
c’ =c
e-k(t+Δt)
由此得ln(c-c’)= -kt+ln[c0-(1- e-kt)],因此如果能在一定的时间间隔Δt测得一系列数据,则因为Δt为定值,所以ln(c-c’)对t作图,即可由直线的斜率求出k。

【实验成败的关键】
1 速率常数k与H+浓度有关,所以酸的浓度必须精确。

2 温度对K的影响不能忽视,为此实验过程应尽可能保持恒温。

3 蔗糖溶液的浓度可粗略配制,因为蔗糖溶液的浓度不影响速率常数,且我们是测旋光度来测量速率常数。

【思考题】
1. 实验中,为什么用蒸馏水来校正旋光仪的零点?在蔗糖转化反应过程中,所测的旋光度αt是否需要零点校正?为什么?
2. 蔗糖溶液为什么可粗略配制?这对结果有无影响?
3. 蔗糖的转化速率常数k与哪些因素有关?
4. 试分析本实验误差来源,怎样减少实验误差?
5. 该反应按一级反应进行的条件是什么?
6. 蔗糖水解用的蔗糖水溶液为什么必须现配?而不能久置再用?。

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