蔗糖转化 方方 1000012106.pdfVIP

物理化学实验报告 蔗糖的转化 实验人： 方方 1000012106 编号： 1 组1 号 实验日期： 2012-4-23 室温： 24.6 ℃ 大气压： 100.05 kPa 摘要 本实验利用氢离子催化蔗糖转化为葡萄糖和果糖的反应，通过测量盐酸浓度分 别为1.913mol · L;1 和2.982mol · L;1 时反应体系的旋光度变化及反应最终混合液 旋光度α∞ ，验证了反应为准一级反应。作ln ???t ? α∞ ? t 图，计算得到盐酸浓度 为1.913mol · L;1 时，反应速率常数k 0.084min;1 ，半衰期t1/2 8.3min ；盐酸 浓度2.982mol · L;1 时，反应速率常数k 0.26min;1 ，半衰期t1/2 2.7min 。 物理化学实验报告 蔗糖的转化 方方 生命科学学院 1000012106 实验目的 测定蔗糖转化的反应级数、速率常数和半衰期，掌握实验原理和旋光仪的使用方法。 实验原理 1.一级反应特征 反应速率只与某反应物浓度成正比的反应称为一级反应，其半衰期与反应物起始浓度无关。 ? k t ln kt t 半衰期为： ln2 0.693 t 1 2 k k 2. 蔗糖转化反应的特点 蔗糖转化反应方程式： 12 12 11 蔗糖 2 → 6 12 6 葡萄糖 6 12 6 果糖 反应速率与蔗糖浓度、水浓度以及催化剂 : 的浓度有关，在催化剂浓度固定的情况下， 此反应是二级反应，但由于溶液很稀，可将水的浓度看作常数，因此可以看作对一级反应。 在本反应中反应物与产物都具有旋光性，且旋光能力不同，故可用体系反应过程中旋光度 的变化量来量度反应的进程。在其他条件固定时，测得的旋光度与浓度的关系为： 其中K与物质的旋光能力、溶剂性质、厚度、光源波长、温度等条件有关。 设初始旋光度为α ，最后旋光度为α∞ ，则 α 反 t 0 α∞ 生 t 其中 反、 生分别为反应物与生成物的比例常数； 为反应物初始浓度，也是生成物最后 浓度。反应反生过程中： αt 反 生 ? 得到 α ?α∞ α ?α∞ ? 反 生 α ?α t ∞ αt ? α∞ ? 反 生 可得 ln α ?α ?kt ln α ?α t ∞ ∞ 作ln αt ? α∞ ? t 图，由其斜率得到反应速率常数k。 1 / 7 物理化学实验报告 蔗糖的转化 方方 生命科学学院 1000012106 仪器与药品 ;1 ;1 蔗糖（AR），盐酸（AR，3.826mol · L ，5.964mol · L ）。 旋光仪，停表，超级恒温槽，100mL锥形瓶，25mL移液管，100mL磨口锥形瓶，50mL量筒， 1/20 刻度温度计，水浴装置。 实验步骤 1.测定仪器零点 恒温槽、恒温水打开，记录恒温槽温度。打开旋光仪光源，调整目镜焦距，将旋光管灌满 水，放在旋光仪上，旋转偏振镜至0度附近，视野中观察到明暗相等的三分界面，记录旋转 角。测量3次。 2.配置溶液 称30g 蔗糖于100mL水。 3.旋光度测定 移液管移取25mL蔗糖溶液至100mL锥形瓶中，再移取25mL盐酸，酸流入一半时开始计时， 充分混合均匀，用此溶液清洗旋光管2-3次，然后装满旋光管，剩余液放置。 旋光管放入旋光仪，测量不同时间的旋光角，至α为负值。 4. α∞ 的测定 取反应足够长时间的混合液，测量旋光度。 数据记录及处理 1. 数据记录 1.1 温度压强 室温 24.6℃ 大气压 100.05 kPa 1.2 蔗糖配置及恒温槽温度 蔗糖质量m 20.00g 蒸馏水体积V 100mL 水浴温度t 30.02℃ 1.3 旋光仪零点 表1 旋光仪零点记录 测量次数 1 2 3 平均值 旋光度α/° 0.35 0.55 0.45 0.45 1.4 旋光度随反应进行的变化 2 / 7 物理化学实验报告 蔗糖的转化 方方 生命科学学院 1000012106 5.964mol·L?1 ;1 表2 反应液旋光度 Cl 2.982mol · L 2 时间t/s 旋光度α ′/° （未校正零点） 旋光度α /° （校正零点） t t 140 7.85 7.40 165 6.55 6.10 195 5.50 5.05 213 5.20 4.75 240 4.15 3.70 272 3.00 2.55 312 1.90 1.45 355 1.30 0.85 391 0.50 0.05 439 -0.20 -0.65 550 -1.25 -1.70 680 -2.60 -3.05 3.826mol·L?