篇一：旋光法測(cè)定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告
旋光法測(cè)定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告
一、實(shí)驗(yàn)名稱：旋光法測(cè)定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù) 二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
1、了解旋光儀的基本原理，掌握旋光儀的正確使用方法； 2、了解反應(yīng)的反應(yīng)物濃度與旋光度之間的關(guān)系； 3、測(cè)定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)。
三、實(shí)驗(yàn)原理
蔗糖在水中水解成葡萄糖的反應(yīng)為：
C12H22O11+H20→ C6H12O6+C6H12O6
蔗糖 葡萄糖果糖
為使水解反應(yīng)加速，反應(yīng)常以H3O+為催化劑，故在酸性介質(zhì)中進(jìn)行水解反應(yīng)中。在水大量存在的條件下，反應(yīng)達(dá)終點(diǎn)時(shí)，雖有部分水分子參加反應(yīng)，但與溶質(zhì)濃度相比認(rèn)為它的濃度沒(méi)有改變，故此反應(yīng)可視為一級(jí)反應(yīng)，其動(dòng)力學(xué)方程式為：
lnC=-kt+lnC0（1）
式中：C0為反應(yīng)開(kāi)始時(shí)蔗糖的濃度；C為t時(shí)間時(shí)的蔗糖的濃度。 當(dāng)C=0.5C0時(shí)，t可用t1/2表示，即為反應(yīng)的半衰期。
t1/2=ln2/k
上式說(shuō)明一級(jí)反應(yīng)的半衰期只決定于反應(yīng)速率常數(shù)k，而與起始無(wú)關(guān)，這是一級(jí)反應(yīng)的一個(gè)特點(diǎn)。
本實(shí)驗(yàn)利用該反應(yīng)不同物質(zhì)蔗比旋光度不同，通過(guò)跟蹤體系旋光度變化來(lái)指示lnC與t的關(guān)系。在蔗糖水解反應(yīng)中設(shè)β1、β2、β3分別為蔗糖、葡萄糖和果糖的旋光度與濃度的比例常數(shù)
C12H22O11(蔗糖)+H20→ C6H12O6 (葡萄糖)+C6H12O6 (果糖)
t=0C0β1 0 0 α= C0β1
t=t Cβ1 ( C -C0)β2 ( C -C0)β3αt=Cβ1+( C -C0)β2+ ( C -C0)β3
t=∞0β2C0 β2C0 α∞=β2C0+β2C0 由以上三式得：
ln(αt-α∞)=-kt+ln(α0-α∞)
由上式可以看出，以ln(αt-α∞) 對(duì)t 作圖可得一直線，由直線斜率即可求得反應(yīng)速度常數(shù)k 。 四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理：
1. 蔗糖濃度：0.3817 mol/L HCl濃度：2mol/L 2. 完成下表：=-1.913
表1 蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)旋光度的測(cè)定結(jié)果
五、作lnt~ t圖，求出反應(yīng)速率常數(shù)k及半衰期t1/2 求算過(guò)程：
由計(jì)算機(jī)作圖可得斜率=-0.02 既測(cè)得反應(yīng)速率常數(shù)k=0.02
t1/2 =ln2/k=34.66min 六、討論思考：
1．在測(cè)量蔗糖轉(zhuǎn)化速率常數(shù)的，選用長(zhǎng)的旋光管好？還是短的旋光管好？答：選用較長(zhǎng)的旋光管好。根據(jù)公式〔α〕＝α×1000/Lc，在其它條件不變情況下，L越長(zhǎng)，α越大，則α的相對(duì)測(cè)量誤差越小。
2．如何根據(jù)蔗糖、葡萄糖和果糟的比旋光度計(jì)算α0和α∞答：α0＝〔α蔗糖〕Dt℃L[蔗糖]0/100
α∞＝〔α葡萄糖〕Dt℃L[葡萄糖]∞/100＋〔α果糖〕Dt℃L[果糖]∞/100
式中：[α蔗糖]Dt℃，[α葡萄糖]Dt℃，[α果糖]Dt℃分別表示用鈉黃光作光源在t℃時(shí)蔗糖、葡萄糖和果糖的比旋光度，L(用dm表示)為
旋光管的長(zhǎng)度，[蔗糖]0為反應(yīng)液中蔗糖的初始濃度，[葡萄糖]∞和[果糖]∞表示葡萄糖和果糖在反應(yīng)完成時(shí)的濃度。
設(shè)t＝20℃ L=2 dm [蔗糖]0=10g/100mL 則： α0＝66.6×2×10/100＝13.32°
α∞＝骸2×10/100×（52.2-91.9）＝－3.94°
3．在旋光度的測(cè)量中，為什么要對(duì)零點(diǎn)進(jìn)行校正可否用蒸餾水來(lái)進(jìn)行 校正在本實(shí)驗(yàn)中若不進(jìn)行校正，對(duì)結(jié)果是否有影響
答：若需要精確測(cè)量α的絕對(duì)值，則需要對(duì)儀器零點(diǎn)進(jìn)行校正，因?yàn)閮x器本身有一系統(tǒng)誤差；水本身沒(méi)有旋光性，故可用來(lái)校正儀器零
點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)測(cè)定k不需要對(duì)α進(jìn)行零點(diǎn)校正，因?yàn)棣羣，α∞是在同一臺(tái)儀器上測(cè)量，而結(jié)果是以ln(αt－α∞)對(duì)t作圖求得的。
4．記錄反應(yīng)開(kāi)始的時(shí)間晚了一些，是否影響k值的測(cè)定為什么答：不會(huì)影響；因?yàn)檎崽寝D(zhuǎn)化反應(yīng)對(duì)蔗糖為一級(jí)反應(yīng)，本實(shí)驗(yàn)是 以ln(αt－α∞)對(duì)t作圖求k，不需要α0的數(shù)值。
5．如何判斷某一旋光物質(zhì)是左旋還是右旋
答：根據(jù)公式[α]t℃D＝α×100/Lc，在其它條件不變的情況下，α與濃度成正比。配制若干不同濃度的溶液，測(cè)定其旋光度。即可判斷。
6．配制蔗糖溶液時(shí)稱量不夠準(zhǔn)確或?qū)嶒?yàn)所用蔗糖不純對(duì)實(shí)驗(yàn)有什么影響答：此反應(yīng)對(duì)蔗糖為一級(jí)反應(yīng)，利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求k時(shí)不需要知道蔗糖的初始濃度。所以配溶液時(shí)可用粗天平稱量。若蔗糖中的不純物對(duì) 反應(yīng)本身無(wú)影影響，則對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果也無(wú)影響。
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