物理化学实验physicalchemistry主讲谭碧生email.ppt

3.蔗糖水解过程中αt的测定 用台称称取10g蔗糖，放入100mL烧杯中，加入50mL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。 蔗糖的转化 4.α∞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，此值即可认为是α∞。 ????? 5.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Ⅱ部分第五章光学测量技术及仪器。 蔗糖的转化 六、注意事项 ? 1.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。 ?????? 2.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℃。 ?????? 3.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。 4.旋光仪中的钠光灯不宜长时间开启，测量间隔较长时应熄灭，以免损坏。 蔗糖的转化 七、数据处理? 1.将实验数据记录于下表: ? ? ? ? ? ln(αt-α∞) αt-α∞ αt 反应时间 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计算反应的活化能。 蔗糖的转化 【思考问题】 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? 3.蔗糖的转化速度和哪些因素有关? 蔗糖的转化 观看动画 乙酸乙酯皂化反应 一、实验目的 ? 1.用电导率仪测定乙酸乙酯皂化反应进程中的电导率。 2.学会用图解法求二级反应的速率常数，并计算该反应的活化能。 3.学会使用电导率仪和恒温水浴。 二、预习要求 ? 1.了解电导法测定化学反应速率常数的原理。 2.如何用图解法求二级反应的速率常数及如何计算反应的活化能。 3.了解电导率仪和恒温水浴的使用方法及注意事项。 乙酸乙酯皂化反应 三、实验原理 ? 乙酸乙酯皂化反应是个二级反应，其反应方程式为 CH3COOC2H5+Na++OH-→CH3COO-+Na++C2H5OH 当乙酸乙酯与氢氧化钠溶液的起始浓度相同时，如均为a，则反应速率表示为 (1) (1) 乙酸乙酯皂化反应 式中，x为时间t时反应物消耗掉的浓度，k为反应速率常数。将上式积分得 (2) 起始浓度a为已知，因此只要由实验测得不同时间t时的 x值，以 对t作图，应得一直线，从直线的 斜率m(=ak)便可求出k值。 乙酸乙酯皂化反应 乙酸乙酯皂化反应中，参加导电的离子有OH-、Na+和CH3COO-，由于反应体系是很稀的水溶液，可认为CH3COONa是全部电离的，因此，反应前后Na+的浓度不变，随着反应的进行，仅仅是导电能力很强的OH-离子逐渐被导电能力弱的CH3COO-离子所取代，致使溶液的电导逐渐减小，因此可用电导率仪测量皂化反应进程中电导率随时间的变化，从而达到跟踪反应物浓度随时间变化的目的。 乙酸乙酯皂化反应 令G0为t=0时溶液的电导，Gt为时间t时混合溶液的电导，G∞为t=∞(反应完毕)时溶液的电导。则稀溶液中，电导值的减少量与CH3COO-浓度成正比，设K为比例常数，则 由此可得 乙酸乙酯皂化反应 所以(2)式中的a-x和x可以用溶液相应的电导表示，将其代入(2)式得: 重新排列得: (3) 因此，只要测不同时间溶液的电导值Gt和起始溶液的电导值G0，然后以Gt对 乙酸乙酯皂化反应 作图应得一直线，直线的斜率为 ， 由此便求出某温度下的反应速率常数k值。由电导与电导率κ的关系式 G=κ 代入(3)式得: (4) 通过实验测定不同时间溶液的电导率κt和起始溶液的电