蔗糖水解实验报告.pdf

蔗糖水解 一、实验目的 1、用旋光法测定蔗糖在酸存在下的水解速率常数。 2、掌握旋光仪的原理与使用方法。 二、实验原理 蔗糖水溶液在有氢离子存在时将发生水解反应： C12H22O11 ( 蔗糖 )+H2O→ C6H12O6 ( 葡萄糖 )+ C6H12O6 ( 果糖 ) 蔗糖、葡萄糖、果糖都是旋光性物质，它们的比旋光度为： [ α蔗]D=66.650 ， [ α葡]D=52.50 ， [ α果]D=-91.90 式中： 表示在 20℃用钠黄光作光源测得的比旋光度。 正值表示右旋， 负值表示左旋。 由于蔗糖的水解是能进行到底的， 并且果糖的左旋远 大于葡萄糖的右旋性，因此在反应进程中，将逐渐从右旋变为左旋。 当氢离子浓度一定，蔗糖溶液较稀时，蔗糖水解为假一级反应，其速 率方程式可写成： (1) 式中： CA0——蔗糖初浓度； CA——反应 t 时刻蔗糖浓度。 当某物理量与反应物和产物浓度成正比， 则可导出用物理量代替浓度 的速率方程。 对本实验而言，以旋光度代入（ 1）式，得一级反应速度方程式： 供参考 (2) 以 ln( α- α∞)/ 对 t 作图，直线斜率即为 - k 。 通常有两种方法测定α∞ 。一是将反应液放置 48 小时以上， 让其反 应完全后测 ；一是将反应液在 50—60℃水浴中加热半小时以上再冷 到实验温度测 。前一种方法时间太长，而后一种方法容易产生副反 应，使溶液颜色变黄。本实验采用 Guggenheim法处理数据，可以不 必测α∞ 。 把在 t 和 t+ △（△代表一定的时间间隔）测得的 分别用α t 和α t+ △表示，则有 (3) (4) (3) 式— (4) 式 : 取对数 : (5) 从 (5) 式 可 看 出 ， 只 要 △ 保 持 不 变 ， 右 端 第 一 项 为 常 数 ， 从 ln( αt- αt+ △) 对 t 作图所得直线的斜率即可求得 k 。△ 可选为半衰期的 2-3 倍，或反应接近完成的时间之半。 本实验可取△ 供参考 =30min，每隔 5min 取一次读数。 仪器与试剂 旋光仪全套； 25ml 容量瓶 1 个； 25ml 移液管 1 支； 100ml 锥形瓶 1 个； 50ml 烧杯 1 个。 4mol?L-1HCl ；蔗糖。 三、实验步骤 1、先作仪器零点校正。 将空的或装满水的旋光管置于旋光仪暗匣内， 开亮光源，眼对目镜，旋转检偏镜，同时调整焦距，直至视野亮度均 匀，观察此时读到的旋光度是否为零，（见零度视场）。如不是零， 需调整到零。 2、在小烧杯中称取蔗糖约 5g，用少量蒸馏水溶解，倾入 25ml 容量 瓶中，稀释至刻度，再倾入 100ml 锥形瓶中。又用 25ml 移液管吸取 4mol?L-1 盐酸溶液放入锥形瓶中。及时记录反