蔗糖水解反应实验报告.doc

浙江万里学院生物与环境学院
化学工程实验技术实验报告
实验名称:蔗糖水解反应速率常数的测定
姓名
成绩
班级
学号
同组姓名
实验日期
指导教师签字
批改日期
年月日
实验预****30分)
实验目的
,测定其反应率度常数。
、掌握使用方法。
实验原理
蔗糖在水中水解成葡萄糖与果糖的反应为:
C12H22O11 + H2O C6H12O6 +C6H12O6
蔗糖葡萄糖果糖
 
为使水解反应加速,反应常常以H3O+为催化剂,故在酸性介质中进行。水解反应中,水是大量的,反应达终点时,虽有部分水分子参加反应,但与溶质浓度相比可认为它的浓度没有改变,故此反应可视为一级反应,其动力学方程式为:
(1)
或
(2)
式中: c0 为反应开始时蔗糖的浓度; c为时间t时蔗糖的浓度。
当时,t 可用表示,即为反应的半衰期。
上式说明一级反应的半衰期只决定于反应速度常数 k,而与起始浓度无关,这是一级反应的一个特点。
蔗糖及其水解产物均为旋光物质,当反应进行时,如以一束偏振光通过溶液,则可观察到偏振面的转移。蔗糖是右旋的,水解的混合物中有左旋的,所以偏振面将由右边旋向左边。偏振面的转移角度称之为旋光度,以表示。因此可利用体系在反应过程中旋光度的改变来量度反应的进程。溶液的旋光度与溶液中所含旋光物质的种类、浓度、液层厚度、光源的波长以及反应时的温度等因素有关。
为了比较各种物质的旋光能力。引入比旋光度这一概念,并以下式表示:
= (3)
式中:t为实验时的温度;D为所用光源的波长;为旋光度;为液层厚度(常以10cm为单位);c为浓度(常用100 mL溶液中溶有m克物质来表示),(3)式可写成:
(4)
或
(5)
由(5)式可以看出,当其他条件不变时,旋光度与反应物浓度成正比,即
(6)
式中:是与物质的旋光能力、溶液层厚度、溶剂性质、光源的波长、反应时的温度等有关的常数。
蔗糖是右旋性物质(比旋光度),产物中葡萄糖也是右旋性物质(比旋光度),果糖是左旋性物质(比旋光度)。因此当水解反应进行时,右旋角不断减小,当反应终了时体系将经过零变成左旋。
因为上述蔗糖水解反应中,反应物与生成物都具有旋光性。旋光度与浓度成正比,且溶液的旋光度为各组成旋光度之和(加和性)。若反应时间为0、t、时溶液的旋光度为、、则由(6)式即可导出:
(7)
(8)
将(7)、(7)式代入(2)式中可得:
(9)
将上式改写成:
(10)
由(10)式可以看出,如以对 t 作图可得一直线,由直线的斜率即可求得反应速度常数k。
本实验就是用旋光仪测定、值,通过作图由截距可得到。
简述实验所需测定参数及其测定方法:
,加入少量蒸馏水混合,转移到50ml容量瓶,定容至50ml,摇匀静置。取10g于烧杯中,加入少量蒸馏水混合,转移到50ml容量瓶,定容至50ml,摇匀静置。分别将2溶液倒入烧杯中,将盐酸溶液倒到蔗糖溶液中,溶液倒入一半时开始计时,然后分别测反应
5min、10min、15min、20min、30min、50min时的旋光度值。
将剩下的溶液放入60℃左右的水浴中温热30min,以加速