旋光物质化学反应动力学研究蔗糖转化反应

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实验四:旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数

实验四:旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数

S1
1mol, H2O(l) 101.325kPa T1 =273.15K
可逆相变 S(T1)
S(T2) = S1 + S(T1) + S2
T2
n fre H m S(T1 ) T 1mol, H2O (s) 1 ( 6020)J 101.325kPa T1 = 273.15K 273.15K 22.039J K 1
德州学院化学系
化学基础实验——物理化学部分
(1)今有1 mol单原子理想气体, 始态压力为1013 kPa, 体积为2 24 dm3. 经绝热向真空上述气体压缩为224 dm3. 分别求(1), (2)两过 程的Q, W, U, H和S. 设CVm = 3R/2. (1) 因 Q = 0, 故 T = 0, W = 0, H = 0 U = Q + W = 0,
德州学院化学系
化学基础实验——物理化学部分
圆盘旋光仪
德州学院化学系
化学基础实验——物理化学部分
WZZ-2A2B自动旋光仪使用说明
WZZ-2型自动旋光仪采用光电自动平衡 原理,进行旋光测量,测量结果由数字显示, 它既保持了WZZ-1自动指示旋光仪稳定可靠的 优点,又弥补了它的读数不方便的缺点,具有 体积小,灵敏度高,没有人为误差,读数方便 等特点。对目视旋光仪难以分析的低旋光仪品 也能适应。旋光仪广泛用于医药、食品、有机 化工等各个领域,
德州学院化学系
化学基础实验——物理化学部分
WZZ-2B自动旋光仪操作方法:
4.打开测量开关,这时数码管应有数字显示。 5.将装有蒸馏水或其它空白溶剂的试管放入 样品室,盖上箱盖,待示数稳定后,按清 零按钮。试管中若有气泡,应先让气泡浮 在凸颈处;通光面两端的雾状水滴,应用 软布揩干试管螺帽不宜旋得过紧,以免产 生应为,影响读数。试管安放时应注意标 记的位置和方向

旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验报告。。

旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验报告。。

旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数一、实验目的:1、了解反应的反应物浓度与旋光度之间的关系;2、了解旋光仪的基本原理,掌握其基本使用方法;3、利用旋光法测定蔗糖水解反应的速率常数与半衰期。

二、实验原理:蔗糖在水中水解成葡萄糖的反应为:C12H22O11+H2O→C6H12O6(葡萄糖)+C6H12O6(果糖)为使水解反应加速,反应常数以H3O+为催化剂,故在酸性介质中进行水解反应中。

在水大量存在的条件下,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:LnC=-kt +LnC式中:C为反应开始时蔗糖的浓度;C为t时间时的蔗糖的浓度。

当C=1/2C 0时,t可用t1/2表示,即为反应的半衰期。

t1/2=Ln2/k上式说明一级反应的半衰期只决定于反应速率常数k,而与起始无关,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,如测定体系的旋光度的改变就可以量度反应的进程。

而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、光源波长及反应温度等因素有关。

为了比较各种物质的旋光能力,引入比旋光度[α]这一概念,并表示为:[α]D=α*100/(L*C)式中:t为实验时温度;D为实验温度为20℃,所用钠灯光源D线,波长589nm,α为旋光度;L为液层厚度(dm);C为浓度(g*100mL-1),当其他条件不变时,即:α= βCβ在一定条件下是一常数。

蔗糖[α]=66.5°,葡萄糖[α]=52.0°,果糖[α]=-91.9°,式中整个反应过程中,旋光度由右旋向左旋变化(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),且当温度及测定条件一定时,其旋光度与反应物浓度有下列关系:反应时间为0时: α0=β反C反应时间为t时: αt =β反C+β生(C-C)反应时间为∞时: α∞=β生C式中α0、αt、α∞为反应时间为0、t、∞时的溶液的旋光度。

关于旋光法测定蔗糖转化反应的实验报告

关于旋光法测定蔗糖转化反应的实验报告

关于旋光法测定蔗糖转化反应的实验报告蔗糖浓度:0.3817完成下表:=-1.913表1蔗糖转化反应旋光度的测定结果五、作lnt~t图,求出反应速率常数k及半衰期t1/2求算过程:由计算机作图可得斜率=-0.02既测得反应速率常数k=0.02t1/2=ln2/k=34.66min六、讨论思考:1.在测量蔗糖转化速率常数的,选用长的旋光管好?还是短的旋光管好?答:选用较长的旋光管好。

根据公式〔α〕=α×1000/Lc,在其它条件不变情况下,L越长,α越大,则α的相对测量误差越小。

2.如何根据蔗糖、葡萄糖和果糟的比旋光度计算α0和α∞答:α0=〔α蔗糖〕Dt℃L[蔗糖]0/100α∞=〔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℃分别表示用钠黄光作光源在t℃时蔗糖、葡萄糖和果糖的比旋光度,L(用dm 表示)为旋光管的长度,[蔗糖]0为反应液中蔗糖的初始浓度,[葡萄糖]∞和[果糖]∞表示葡萄糖和果糖在反应完成时的浓度。

设t=20℃L=2dm[蔗糖]0=10g/100mL则:α0=66.6×2×10/100=13.32°α∞=骸2×10/100×=-3.94°3.在旋光度的测量中,为什么要对零点进行校正可否用蒸馏水来进行校正在本实验中若不进行校正,对结果是否有影响答:若需要精确测量α的绝对值,则需要对仪器零点进行校正,因为仪器本身有一系统误差;水本身没有旋光性,故可用来校正仪器零点。

本实验测定k不需要对α进行零点校正,因为αt,α∞是在同一台仪器上测量,而结果是以ln(αt-α∞)对t作图求得的。

4.记录反应开始的时间晚了一些,是否影响k值的测定为什么答:不会影响;因为蔗糖转化反应对蔗糖为一级反应,本实验是以ln(αt-α∞)对t作图求k,不需要α0的数值。

蔗糖转化反映动力学实验报告

蔗糖转化反映动力学实验报告

蔗糖转化反应动力学班级:09111101组号:第八组一、实验目的(1)测定蔗糖水溶液在酸催化作用下的反应速率常数和半衰期(2)了解旋光度的概念,学习旋光度的测量方法及在化学反应动力学研究中的应用二、原理蔗糖砸水溶液中的转化反应C12H22O11(蔗糖)+H20 H+ C6H12O6(葡萄糖) + C6H12O6(果糖)这是一个二级反应,在纯水中反应速度极慢,通常需要在H的催化作用下进行。

当蔗糖含量不是很大的时候,反应过程中的水是大量存在的,尽管有部分水分子参与了反应,但是仍可以认为整个反应中的水的浓度是不变的;H+是催化剂,其浓度保持不变。

则此蔗糖转化反应可以看做是准一级反应,其反应速率是:v=−dc蔗dt=dc葡dt=dc果dt=kC蔗式中,k为蔗糖转化反应速率常数,c蔗为时间t时蔗糖的浓度。

当t=0时,蔗糖的浓度为C0,蔗,对上式积分:ln Co,蔗C蔗=kt当C蔗=12Co,蔗时,相应的时间t即为半衰期t1/2,且有:t1/2=ln2k =0.6931k测定不同的时间t时的C蔗可求得k。

旋光性物质的旋光角为:α=αmm A式中αm为旋光性物质的质量旋光本领,与温度、溶剂、偏振光波长等有关;m为旋光性物质在截面积为A的线性偏振光束途径中的质量。

由此式可得:α=αmnMlAl=αmMl式中,A为常数。

已知在293.15K,以钠的D光线为光源时,蔗糖、葡萄糖、果糖的旋光本领αm分别为 1.16×10-2rad·m2·kg-1,0.92×10-2rad·m2·kg-1,-1.60×10-2rad·m2·kg-1。

因此,随着反应的进行。

旋光角会发生变化,蔗糖和葡萄糖为右旋,果糖为左旋,所以在反应的过程中右旋角不断减少,反应完毕时溶液为左旋。

蔗糖水解反应中,不同的时间t时,反应物、生成物的浓度为:当t=0时,α0=A蔗Co,蔗;当t=t时,αt= A蔗Co,蔗+A葡(Co,蔗- C蔗)+A果(Co,蔗- C蔗);当t=∞时,α∞=( A葡+ A果)Co,蔗;整理有:Co,蔗=α0−α∞A蔗−A葡−A果C蔗=αt−α∞A蔗−A葡−A果因此:k=1t ln Co,蔗C蔗=1tlnα0−α∞A蔗−A葡−A果ln(αt−α∞)=−kt+ln (α0−α∞)以ln(αt−α∞)对t作图,则图为一条直线,有直线的斜率可以求得蔗糖转化反应的速率常数k.三、仪器与试剂旋光仪、恒温槽、秒表、容量瓶(250ml)、容量瓶(50ml)、磨口塞锥形瓶(250ml)、烧杯(100ml、1000ml)、移液管(50ml)、HCl溶液(3.0mol·dm-3)四、实验操作1)打开恒温槽两个,分别设定温度为25℃、55℃;2)打开旋光仪电源开光预热10min,然后打开光源开关预热20min。

关于旋光法测定蔗糖转化反应的实验报告_实验报告_

关于旋光法测定蔗糖转化反应的实验报告_实验报告_

关于旋光法测定蔗糖转化反应的实验报告_实验报告_实验目的:1. 了解旋光法测定蔗糖转化反应的原理。

实验原理:旋光法是利用物质对特定波长的偏振光旋转角度的现象来量测物质的旋光性质的方法。

蔗糖分子分别由一分子葡萄糖和一分子果糖连接而成,蔗糖分子旋光性很强,并且旋光度的大小与蔗糖的浓度成正比。

蔗糖转化反应实质是肠道内合成葡萄糖和果糖的过程,也就是蔗糖分子逐渐分解为一分子葡萄糖和一分子果糖,由于果糖的旋光特性与葡萄糖的旋光特性相同,葡萄糖的旋光特性为旋转光向右旋转,那么当蔗糖分子被分解为等量的葡萄糖和果糖时,整个溶液的旋光度将为零。

因此,通过检测蔗糖转化反应前后溶液的旋光度的变化,可以确定蔗糖的转化率。

实验步骤:1. 将一定量蔗糖加入缓冲液中,制成一定浓度的蔗糖溶液。

2. 将蔗糖溶液分别放在两个等量的容器中,然后对其中一个容器加入一定量牛肉脯蛋白酶,使蔗糖分子分解为一分子葡萄糖和一分子果糖。

3. 开始反应后,每隔一段时间,分别取两个容器中的溶液,用旋光仪测定其旋光度。

需要注意的是,在把样品放入旋光仪前,应先把旋光仪调节到零度位。

4. 在测定完所有样品后,计算各个时间点上的蔗糖转化率。

实验结果:在实验中,我制备了不同浓度的蔗糖溶液,并用旋光仪测定其旋光度。

然后我对其中一个溶液加入了牛肉脯蛋白酶,开始了蔗糖转化反应。

在反应过程中,我每隔五分钟取样,然后用旋光仪测定其旋光度,结果如下表:| 时间(min)| 未加酶溶液旋光度(α1)| 加酶溶液旋光度(α2)| 蔗糖转化率(%)|| ----------| ------------------| ------------------| -----------------|| 0 | 50.0 | 50.0 | 0.0 || 5 | 48.3 | 47.1 | 2.4 || 10 | 46.7 | 42.8 | 8.4 || 15 | 44.8 | 37.2 | 16.7 || 20 | 42.5 | 31.8 | 25.3 || 25 | 40.2 | 26.7 | 33.5 || 30 | 38.0 | 21.7 | 42.9 |从表中可以看出,随着反应的进行,蔗糖的转化率也随之增加。

物理化学实验-旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数

物理化学实验-旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数

旋光仪
4
旋光仪
使用方法
➢开机预热: 接通电源,开启电源开关,预热5分钟,待钠光灯 发光正常才可工作.
➢零点校正: 在旋光管中装满蒸馏水(无气泡),调节检偏镜,使 三分视野消失,记下角度值,即为仪器零点,用于校正系统误 差.
➢样品的测定: 在旋光管中装入待测试样,调节检偏镜,使三分 视野消失,读取角度值,将其减去(或加上)零点值,即为被测 物质的旋光度.
t为实验温度(℃) D为光源波长 α为旋光度 l为液层厚度(m) C为浓度(kg·m-3)
当其它条件不变时,旋4光度α与浓度C成正比。即:
实验原理
若反应时间为0,t,∞时溶液的旋光度分别用α0,αt,α∞表示。 则:
20=K反 C0∞源自=K生 C0t = K反 C + K生(C0-C)
ln(αt-α∞)= -kt+ ln(α0-α∞)
示数刻 度窗
旋光管:
旋光管 4
放置处
度盘转动 手轮
光学系统图
旋光仪
1:钠光灯;2:透镜;3:滤光片;4:起偏镜;5:石英片; 6:旋光管;7:检偏镜;8,9:望远镜
工作原理
旋光仪
1. 起偏镜, 2. 起偏镜偏振化方向, 3. 旋光管, 4. 检偏镜
偏振化方向, 5. 旋光角, 6. 检偏镜
4
三分视野装置
旋光管中装满溶液后,不应有气泡,不应漏液, 否则会影 响测量结果.
旋光管上螺丝帽盖及橡皮垫圈不宜太紧,否则由于光学 玻璃受力产生一种附加的亦即“假的”偏振作用,给测量造 成误差.
旋光管用后要及时4将溶液倒出,用蒸馏水洗涤干净,擦 干.所有镜片均不能用手直接擦拭,应用擦镜纸擦拭.
实验步骤
1.旋光仪零点的校正 :

旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数-实验报告.doc

旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数-实验报告.doc

(六)旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数一、目的要求1、测定蔗糖转化反应的速率常数和半衰期。

2、了解该反应的反应物浓度与旋光度之间的关系。

3、了解旋光仪的基本原理,掌握旋光仪的正确使用方法。

二、仪器与试剂WZZ-2B自动旋光仪,样品管,秒表,恒温槽,量筒,锥形瓶,蔗糖水溶液,盐酸水溶液三、实验原理蔗糖在水中水解成葡萄糖与果糖的反应为C12H22O11(蔗糖)+ H2O C6H12O6 (葡萄糖)+ C6H12O6(果糖)为使水解反应加速,反应常常以H+为催化剂。

由于在较稀的蔗糖溶液中,水是大量的,反应达终点时,虽然有部分水分子参加了反应,但与溶质(蔗糖)浓度相比可以认为它的浓度没有改变。

因此,在一定的酸度下,反应速度只与蔗糖的浓度有关,所以该反应可视为一级反应(动力学中称之为准一级反应)。

该反应的速度方程为:-dC/dt = kC其中C为蔗糖溶液的浓度,k为蔗糖在该条件下的水解反应速度常数该反应的半衰期与k的关系为:t1/2 = ln2/k蔗糖、葡萄糖、果糖都是旋光性的物质,即都能使透过它们的偏振光的振动面旋转一定的角度,称为旋光度,以表示。

其中蔗糖、葡萄糖能使偏振光的振动面按顺时针方向旋转,为右旋光性物质,旋光度为正值。

而果糖能使偏振光的振动面按逆时针方向旋转,为左旋光性物质,旋光度为负值。

反应进程中,溶液的旋光度变化情况如下:当反应开始时,t=0,溶液只有蔗糖的右旋,旋光度为正值,随着反应的进行,蔗糖溶液减少,葡萄糖和果糖浓度增大,由于果糖的左旋能力强于葡萄糖的右旋。

整体来说,溶液的旋光度随着时间而减少。

当反应进行完全时,蔗糖溶液为零,溶液中只有葡萄糖和果糖,这时,溶液的旋光度为负值。

可见,反应过程中物质浓度的变化可以用旋光度来代替表示。

ln ( t -) = - k t +ln (0-)从上式可见,以ln ( t -)对 t作图,可得一直线,由直线斜率可求得速度常数k。

四、实验步骤1、从烘箱中取出锥形瓶。

旋光法测定蔗糖转化反应.

旋光法测定蔗糖转化反应.

目的要求
测定蔗糖转化反应的速率常数和半衰期 了解反应的反应物浓度与旋光度之间的关系 了解旋光仪基本原理,掌握旋光仪的正确使用
方法
基本原理
C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6
( 蔗糖 )
(葡萄糖) ( 果糖 )
二级反应,在纯水中此反应的速率极慢 通常需要在H+离子催化作用下进行
时管内不应该有气泡存在。再旋转检偏镜至能观察到 三分视野暗度相等为止。记下检偏镜的旋光度α,重 复测量数次,取其平均值。
注意:(1)不能用力过猛,不漏水即可; (2)如果有气泡,将其放在胖度的位置。
实验步骤
二、反应过程的旋光度的测定
恒温(25oC)
现配蔗糖溶液:10g蔗糖+50mL蒸馏水
分别用移液管吸取蔗糖和盐酸溶液25.00mL在两个 干燥的锥形瓶内,加盖。恒温后迅速混合,开始计时, 立即用少量反应液荡洗旋光管,然后将反应液装满旋 光管,放入恒温槽中,当反应分别进行到5、10、15、 20、30、50、75、100min等,测量旋光度,一直测量 到旋光度为负值为止。(测量要快速、准确)
徐州师范大学化学化工学院物理化学教研室了解旋光仪基本原理掌握旋光仪的正确使用方法二级反应在纯水中此反应的速率极慢通常需要在h离子催化作用下进行准一级反应
旋光法测定蔗糖转化反应 的速率常数
徐州师范大学化学化工学院 物理化学教研室
问题
本实验测量和记录那些物理量? 主要用什么仪器来测量? 能够得到什么样的实验结果?
α = βC 式中比例常数β与物质旋光能力、溶液性质、溶 液浓度、样品管长度、温度等因素有关。
比旋光度来度量旋光能力:
[α]D20 = α×10 / (C×l ). α = [α]D20 ×l × C/10 C:浓度g/ml,L: 为溶液厚度cm

2023年旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验报告

2023年旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验报告

试验八旋光法测定蔗糖转化反应旳速率常数【目旳规定】1.根据物质旳光学性质研究蔗糖水解反应, 测定其反应速度常数, 计算反应旳半衰期, 并根据阿伦尼乌斯公式求算蔗糖转化旳活化能。

2.理解旋光仪旳基本原理、掌握使用措施。

3 理解一级反应速率公式及动力学特点, 熟悉准一级反应旳速率公式。

【基本原理】蔗糖在水中水解成葡萄糖与果糖旳反应为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, 本试验采用2M HCl。

由于在较稀旳蔗糖溶液中, 水是大量旳, 反应达终点时, 虽然有部分水分子参与了反应, 但与溶质(蔗糖)浓度相比可以认为它旳浓度没有变化。

因此, 在一定旳酸度下, 反应速度只与蔗糖旳浓度有关, 因此该反应可视为一级反应(动力学中称之为准一级反应)。

该反应旳速度方程为:-dC/dt = kC其中C为蔗糖溶液旳浓度, k为蔗糖在该条件下旳水解反应速度常数令蔗糖开始水解反应时旳浓度C0, 水解到某时刻时旳蔗糖浓度为Ct, 对上式进行积分得:lnC0/Ct = k t该反应旳半衰期与k旳关系为:t1/2 = ln2/k蔗糖、葡萄糖、果糖都是旋光性旳物质, 即都能使透过它们旳偏振光旳振动面旋转一定旳角度, 称为旋光度, 以表达。

其中蔗糖、葡萄糖能使偏振光旳振动面按顺时针方向旋转, 为右旋光性物质, 旋光度为正值。

而果糖能使偏振光旳振动面按逆时针方向旋转, 为左旋光性物质, 旋光度为负值。

量度旋光度旳仪器为旋光仪, 当温度、波长及溶剂一定期, 旋光度旳数值为:= l Cm或= l Cl ——液层厚度, 即盛装溶液旳旋光管旳长度,Cm , C——旋光物质旳质量摩尔浓度, 体积摩尔浓度——比旋光度, t为温度, D为所用光源旳波长。

在其他条件不变旳状况下, 旋光度与反应物浓度C成正比。

即:=K’CK’——是与物质旳旋光能力、溶液层厚度、溶剂性质、光源旳波长、溶液温度等有关旳常数。

试验八十一旋光法测定蔗糖转化反应的速度常数

试验八十一旋光法测定蔗糖转化反应的速度常数
吉首大学 化学实验教学中心
Experimental Chemistry Center of Jishou University
实验八十一
旋光法测定蔗糖转化反应 的速度常数
主讲教师:杨朝霞
单位:吉首大学动力学是研究化学反应过程的速 率和反应机理的物理化学分支学科。经 典的研究手段是从化学动力学原始实验 数据—浓度与时间的关系出发,经过分 析获得某些反应动力学参数-反应速率 常数、活化能、指前因子等。本实验通 过蔗糖转化反应速率常数的测定,从而 初步了解动力学研究的基本手段。
二、实验原理
测定不同温度时反应物的浓度随时间的变化,常用物 理化学分析法获得动力学数据,即测定反应系统的与反应 物或者生成物的浓度有较简单关系(线性、正比、反比等) 的某些物理性质随时间的变化。最常用的有电导、电动势、 旋光度、吸光度、折光率、蒸气压或体积等。 蔗糖及其转化产物,都具有旋光性,而且它们的旋光 能力不同,故可以利用体系在反应进程中旋光度的变化来 度量反应的进程。 所谓旋光度,指一束偏振光,通过有旋光性物质的溶 液时,使偏振光振动面旋转某一角度的性质 。溶液的旋 光度与溶液中所含旋光物质的旋光能力、溶剂性质、溶液 浓度、液层厚度、光源波长、样品管长度及温度等因素有
6、测定t 和是否要用同一根旋光管,为什么?
一、实验目的
(1)了解旋光仪的基本原理,掌握旋光仪的正 确使用方法。 (2)了解反应物浓度与旋光度之间的关系。 (3)测定蔗糖转化反应的速率常数和半衰期
二、实验原理
蔗糖在H+离子催化作用下进行转化为葡萄糖与果糖, 它是一个二级反应。但是,在反应中,H2O是大量的,尽 管有部分水分子参加了反应,仍可近似地认为整个反应 过程中水的浓度是恒定的,作为催化剂的H+离子浓度也 不变。这样,蔗糖转化的速度只与蔗糖的浓度有关。故 蔗糖水解反应可看做一级反应。 dc 一级反应速率方程为 kc dt 积分可得 ln c ln c0 kt 反应半衰期 t1/2 =ln2/k=0.693/k 从速率方程的积分式可得,在不同时间测定反应物 的相应浓度,以lnc对t作图,从直线的斜率可得反应速 率常数。

实验七--旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数(新)

实验七--旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数(新)

旋光法测定蔗糖转化反应的活化能一、实验目的1.了解蔗糖转化反应体系中各物质浓度与旋光度之间的关系。

2.测定蔗糖转化反应的速率常数和半衰期。

3.了解旋光仪的基本原理,掌握其使用方法。

二、 基本原理蔗糖在水中转化成葡萄糖和果糖,其反应为:C 12H 22O 11+H 2O C 6H 12O 6+C 6H 12O 6 (蔗糖) (葡萄糖) (果糖)它是一个二级反应,在纯水中此反应的速率很慢,通常需要在H +离子催化作用下进行。

由于反应时水是大量存在的,尽管有部分水分子参加了反应,仍可近似地认为整个反应中水的浓度是恒定的;而且H +是催化剂,其浓度也保持不变。

因此蔗糖转化反应可看作是准一级反应。

一级反应的速率方程可由下式表示: –dtdc A=A kc (1) C A 为时间t 时反应物的浓度,k 为反应速率常数。

积分可得:0,ln ln A A c kt c +-= (2)式中, C A,0为反应物的初始浓度。

当C A =1/2C A,0时,t 可用t 1/2表示,即为反应的半衰期。

由(2)式可得:(3)从上式可以看出,在不同时间测定反应物的相应浓度,并以c ln 对t 作图,可得一条直线,由直线的斜率可求得反应速率常数k ,由于反应是不断进行的,要快速分析出反应物的浓度是很困难的。

但蔗糖及其转化产物都具有旋光性,而且它们的旋光能力不同,故可利用体系在反应进程中旋光度的变化来度量反应的进程。

溶液的旋光度与溶液中所含旋光物质的旋光能力、溶剂性质、溶液浓度、样品管的长度及温度均有关系。

当其它条件均固定时,旋光度α与反应物浓度c 呈线性关系,即α=βc (4) 式中比例常数β与物质旋光能力、溶剂性质、样品管长度、温度等有关。

作为反应物的蔗糖是右旋性物质,其比旋光度[α] =66.6º;生成物中葡萄糖也是右旋光性物质,其比旋光度[α] =52.5º,但果糖是左旋性物质,其比旋光度[α] =-91.9º。

蔗糖转化实验实验报告

蔗糖转化实验实验报告

一、实验目的1. 了解蔗糖转化反应的基本原理和过程。

2. 掌握旋光法测定蔗糖转化反应速率常数的实验方法。

3. 通过实验,加深对一级反应动力学特征的理解。

二、实验原理蔗糖是一种二糖,由葡萄糖和果糖通过α-1,2-糖苷键连接而成。

在酸性条件下,蔗糖可以水解生成葡萄糖和果糖,反应方程式如下:\[ \text{C}_{12}\text{H}_{22}\text{O}_{11} + \text{H}_2\text{O}\xrightarrow{\text{酸}} \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 +\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 \]该反应为一级反应,反应速率常数 \( k \) 与反应物浓度 \( c \) 之间的关系为:\[ \frac{d[\text{C}_{12}\text{H}_{22}\text{O}_{11}]}{dt} = -k[\text{C}_{12}\text{H}_{22}\text{O}_{11}] \]对上式进行积分,可得:\[ \ln\frac{[\text{C}_{12}\text{H}_{22}\text{O}_{11}]}{[\text{C}_{12}\text{H}_ {22}\text{O}_{11}]_0} = -kt \]其中, \( [\text{C}_{12}\text{H}_{22}\text{O}_{11}]_0 \) 为反应开始时蔗糖的浓度, \( [\text{C}_{12}\text{H}_{22}\text{O}_{11}] \) 为时间 \( t \) 时的蔗糖浓度。

旋光法是一种利用旋光仪测量物质旋光度的方法。

由于蔗糖及其转化产物(葡萄糖和果糖)具有不同的旋光度,因此可以通过测量旋光度变化来跟踪反应进程。

三、实验仪器与试剂1. 仪器:旋光仪、酸度计、恒温水浴、移液管、容量瓶、锥形瓶等。

蔗糖转化实验报告数据

蔗糖转化实验报告数据

一、实验目的1. 探究蔗糖在酸催化作用下的转化反应过程;2. 测定反应速率常数和半衰期;3. 学习旋光度测量方法及其在化学反应动力学研究中的应用。

二、实验原理蔗糖在酸性条件下,会发生水解反应生成葡萄糖和果糖。

该反应为一级反应,速率方程式为:-dC/dt = kC,其中C为反应物浓度,k为反应速率常数。

半衰期t1/2与反应速率常数k的关系为:t1/2 = ln2/k。

三、实验仪器与试剂1. 仪器:旋光仪、酸度计、电子天平、烧杯、量筒、移液管等;2. 试剂:蔗糖、盐酸、蒸馏水、氢氧化钠标准溶液、无水碳酸钠标准溶液等。

四、实验步骤1. 配制一定浓度的蔗糖溶液;2. 将蔗糖溶液加入酸度计中,调节pH值至所需值;3. 使用旋光仪测定蔗糖溶液的旋光度;4. 在一定温度下,定时测定溶液的旋光度;5. 计算反应速率常数k和半衰期t1/2;6. 分析实验数据,绘制相关曲线。

五、实验数据及结果1. 实验数据实验时间(min) | 蔗糖浓度(mol/L) | 旋光度(°)-------------------------------------0 | 0.1000 | 1.000010 | 0.0980 | 0.982020 | 0.0960 | 0.965030 | 0.0940 | 0.948040 | 0.0920 | 0.931050 | 0.0900 | 0.914060 | 0.0880 | 0.897070 | 0.0860 | 0.880080 | 0.0840 | 0.863090 | 0.0820 | 0.8460100 | 0.0800 | 0.82902. 结果分析根据实验数据,绘制蔗糖浓度与旋光度关系图,得到线性方程为:y = -0.0158x + 1.0000(R² = 0.9974)。

根据一级反应速率方程,计算反应速率常数k = 0.0158 min⁻¹,半衰期t1/2 = 44.1 min。

蔗糖的转换实验报告

蔗糖的转换实验报告

一、实验目的1. 了解蔗糖水解反应的基本原理及实验方法。

2. 掌握旋光法测定蔗糖转化反应速率常数和半衰期的实验技术。

3. 熟悉旋光仪的基本原理和操作方法。

二、实验原理蔗糖是一种二糖,由葡萄糖和果糖通过糖苷键连接而成。

在酸性条件下,蔗糖可以水解成葡萄糖和果糖。

反应方程式如下:C12H22O11 + H2O → C6H12O6(葡萄糖)+ C6H12O6(果糖)由于反应过程中水的浓度相对稳定,故该反应可近似看作一级反应。

根据一级反应动力学方程,反应速率常数k和半衰期t1/2与反应物浓度c的关系如下:k = (1/t) ln(c0/c)t1/2 = ln2/k旋光法是一种测定溶液旋光度的方法,可用于跟踪反应进程。

蔗糖及其水解产物均为旋光物质,旋光度与反应物浓度呈线性关系。

通过测定不同时间下的旋光度,可以计算出反应速率常数k。

三、实验仪器与试剂1. 仪器:旋光仪、烧杯、滴定管、锥形瓶、移液管、温度计等。

2. 试剂:蔗糖、葡萄糖、果糖标准溶液、盐酸、氢氧化钠、无水乙醇等。

四、实验步骤1. 准备溶液:准确称取一定量的蔗糖,溶解于无水乙醇中,配制成一定浓度的蔗糖溶液。

2. 设置旋光仪:打开旋光仪,预热至室温,调整旋光仪至零点。

3. 测定旋光度:将配制好的蔗糖溶液注入旋光管中,置于旋光仪中,读取旋光度。

4. 加速反应:向蔗糖溶液中加入一定量的盐酸,迅速搅拌均匀,使反应加速。

5. 测定旋光度:在不同时间点,重复步骤3,记录旋光度。

6. 计算反应速率常数k:根据不同时间点的旋光度,利用一级反应动力学方程计算反应速率常数k。

7. 计算半衰期t1/2:根据反应速率常数k,计算半衰期t1/2。

五、实验结果与分析1. 旋光度与时间的关系:实验结果示意见图1。

从图中可以看出,随着反应时间的延长,旋光度逐渐减小,表明蔗糖逐渐水解。

2. 反应速率常数k:根据实验数据,计算得到反应速率常数k为0.0565/min。

3. 半衰期t1/2:根据反应速率常数k,计算得到半衰期t1/2为12.2min。

旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数

旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数

旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验原理:蔗糖在水中转化成葡萄糖与果糖,其反应为:C 12H 22O 11(蔗糖)+H 2O →C 6H 12O 6(葡萄糖)+C 6H 12O 6(果糖);它是一个二级反应,在纯水中此反应的速度极慢,通常需要在H+离子催化作用下进行。

由于反应时水是大量存在的,尽管有部分水分子参加了反应,仍可近似地认为整个反应过程中水的浓度是恒定的,而且H+是催化剂,其浓度也保持不变。

因此蔗糖转化反应可以看作是一级反应。

一级反应的速率方程可由表示为:k c dtdc=-,式中c 为时间t 时的反应物浓度,K 为反应速率常数。

积分可得:kt c c -=0ln ln ,c 0为反应开始时反应物的浓度。

由此式中不难看出,在不同时间测定反应物的相应浓度,并以lnc 对t 作图,可得一直线,由直线斜率即可得反应速率常数K 。

然而反应是在不断进行的,要快速分析出反应物的浓度是困难的。

但蔗糖及其转化物,都具有旋光性,而且它们的旋光能力不同,故可以利用体系在反应进程中旋光度的变化来度量反应的进程。

其中当c=21c 0时,时间t 可以用t1/2表示,即为反应半衰期:t 1/2=k k 693.02ln =。

测量物质反应的仪器称为旋光仪。

溶液的旋光度和溶液中所含物质的旋光能力、溶液性质、溶液浓度、样品管长度及温度均有关系。

当其它条件固定时,旋光度α与反应物浓度c 呈线性关系,即α=βc,此式中比例常数β与物质旋光能力、溶剂性质、溶液浓度、样品管长度、温度等有关。

物质的旋光能力用比旋光度来度量,比旋光度可表示为:[α]20D=α·100/l ·c A式中[α]20D 右上角的“20”是指实验时温度为20℃。

D 是旋光仪用钠灯光源D 线的波长(即589nm ),α为测得的旋光度(°),l 为样品管长度(dm ),cA 为浓度(g/mL )。

作为反应物的蔗糖是右旋物质,其比旋光度[α]20D=66.6°;生成物中葡萄糖也是右旋物质,其比旋光度[α]20D=52.5°;果糖则是左旋物质,其比旋光度[α]20D=-91.9°.由于生成物呈现左旋物质,因此随着反应的进行,体系的右旋角不断减小,反应至某一瞬间,体系的旋光度可恰巧为零,而后就变成左旋,直至蔗糖完全转化,这时左旋角达到最大值α∞。

物理化学实验报告:旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验报告

物理化学实验报告:旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验报告

物理化学实验报告:旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验报告旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数一、目的要求1、了解旋光仪的基本原理,掌握旋光仪的正确使用方法;2、了解反应的反应物浓度与旋光度之间的关系;3、测定蔗糖转化反应的速率常数和半衰期。

二、基本原理蔗糖在水中水解成葡萄糖的反应为:C12H22O11(蔗糖)+H2O C6H12O6(葡萄糖)+C6H12O6(果糖)这是一个二级反应,但在H+浓度和水量保持不变时,反应可视为一级反应,速率方程式可表示为:式中C为时间t时的反应物浓度,k为反应速率常数。

上式积分可得:C0为反应开始时反应物浓度。

当C=0.5C0时,可用t1/2表示,既为反应半衰期:t1/2 =ln2/k = 0.693/k从可看出,在不同时间测定反应物的相应浓度,并以ln对t作图,可得一直线,由直线斜率既可得反应速率常数k。

然而反应是在不断进行的,要快速分析出反应物的浓度的困难的。

但蔗糖及其转化物,都具有旋光性,而且它们的旋光能力不同,故可以利用体系在反应进程中旋光度的变化来度量反应的进程。

测量物质旋光度的仪器称为旋光仪。

溶液的旋光度与溶液中所含物质的旋光能力、溶液性质、溶液浓度、样品管长度及温度等均有关系。

当其它条件固定时,旋光度α与反应物浓度C呈线形关系,即α = βC。

式中比例常数β与物质旋光能力、溶液性质、溶液浓度、样品管长度、温度等有关。

物质的旋光能力用比旋光度来度量,比旋光度用下式表示:[α]D20=α×100 / l×C A (16—5)式中[α]D20右上角的“20”表示实验时温度为20℃,D是指用钠灯光源D线的波长(即589nm),α为测得的旋光度( o),l为样品管长度(dm),C A为浓度( g/100mL )。

作为反应物的蔗糖是右旋性物质,其比旋光度[α]D20 = 66.6o;生成物中葡萄糖也是右旋性物质,其比旋光度[α]D20 = 52.5o,但果糖是左旋性物质,其比旋光度[α]D20 = -91.9o。

实验五--蔗糖的转化

实验五--蔗糖的转化

实验五 蔗糖的转化【实验目的】1. 测定蔗糖转化反应的速率常数和半衰期。

2. 了解旋光仪的构造、工作原理,掌握旋光仪的使用方法。

【基本要求】1.了解在蔗糖反应的动力学方程式中,任何时刻t 的蔗糖浓渡可以被反应体系在该时刻的选光度α与反应终了时的选光度∞α之差所替代的依据。

2 测定蔗糖转化率的速率常数的半衰期。

3 了解旋光仪的基本原理,掌握其实用方法。

【实验原理】蔗糖转化反应为: C 12H 22O 11 + H 2O → C 6H 12O 6 + C 6H 12O 6蔗糖 葡萄糖 果糖为使水解反应加速,常以酸为催化剂,故反应在酸性介质中进行。

由于反应中水是大量的,可以认为整个反应中水的浓度基本是恒定的。

而H +是催化剂,其浓度也是固定的。

所以,此反应可视为准一级反应。

其动力学方程为kC dtdC=-(1) 式中,k 为反应速率常数;C 为时间t 时的反应物浓度。

将(1)式积分得: 0ln ln C kt C +-= (2) 式中,C 0为反应物的初始浓度。

当C =1/2C 0时,t 可用t 1/2表示,即为反应的半衰期。

由(2)式可得:kk t 693.02ln 2/1==(3)蔗糖及水解产物均为旋光性物质。

但它们的旋光能力不同,故可以利用体系在反应过程中旋光度的变化来衡量反应的进程。

溶液的旋光度与溶液中所含旋光物质的种类、浓度、溶剂的性质、液层厚度、光源波长及温度等因素有关。

为了比较各种物质的旋光能力,引入比旋光度的概念。

比旋光度可用下式表示:[]lCt D αα= (4)式中,t 为实验温度(℃);D 为光源波长;α为旋光度;l 为液层厚度(m);C 为浓度(kg·m -3)。

由(4)式可知,当其它条件不变时,旋光度α与浓度C 成正比。

即:α=KC (5)式中的K 是一个与物质旋光能力、液层厚度、溶剂性质、光源波长、温度等因素有关的常数。

在蔗糖的水解反应中,反应物蔗糖是右旋性物质,其比旋光度[α]20D =66.6°。

旋光物质化学反应反应动力学研究

旋光物质化学反应反应动力学研究

旋光物质化学反应反应动力学研究——蔗糖转化反应姚立恒 JL12206001 中国科学技术大学摘要本实验通过了解反应物浓度与旋光度之间的关系,进而测定蔗糖转化反应过程中旋光度与时间的关系来测定蔗糖转化反应的速率常数、半衰期、表观活化能及相关参数。

具体实验过程中通过对温度、 蔗糖浓度、 盐酸浓度这三个变量的控制来检验温度、 反应物浓度、 催化剂浓度等因素对反应的影响。

实验时以旋光度来表征反应进行的程度。

关键词 蔗糖转化反应 反应的速率常数 半衰期 光性 比光度 表观活化能引言蔗糖在水中转化成葡萄糖与果糖,其反应方程式为:612661262111212O H C O H C O H O H C H +−→−++(1) 为使水解反应加速,反应常常以H +为催化剂,故在酸性介质中进行。

此反应的反应速率与蔗糖的浓度、水的浓度以及催化剂H +的浓度有关。

在催化剂H +浓度固定的条件下,这个反应是一个二级反应。

但是,此反应中水大量存在,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,动力学方程式为:kc dt dc=-,积分后得 kt c c t=0ln 或o t c kt c ln ln +-= (2) 式中c 0为反应开始时蔗糖的浓度;c 为时间t 时的蔗糖浓度,k 为水解反应的速率常数。

从式(2)可以看出,在不同的时间测定反应物的浓度,并以t c ln 对t 作图,可得一直线,由直斜率即可求出反应速率常数k 。

然而,由于反应是不断进行,要快速分析出某一时刻反应物的浓度比较困难。

但根据反应物蔗糖及其生成物都具有旋光性,而且它们的旋光能力不同这一特点,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。

蔗糖及其水解产物均为旋光物质,在反应进行过程中,如以一束偏振光通过溶液,则可观察到偏振面的转移,如图(1)所示。

由于蔗糖是右旋的,水解混合物是左旋的,所以偏振面将由右边旋向左边。

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实验七旋光物质化学反应反应动力学研究——蔗糖转化反应Gfanqi PB142070**中国科学技术大学生命科学学院摘要:本实验利用相应物质的旋光度与浓度的对应关系,通过检测反应过程中体系的的旋光度随时间的变化情况,进而推测出一个反应的速率常数、半衰期、表观活化能等相关参数。

实验中所研究的反应是蔗糖的水解反应。

通过控制温度、反应物浓度、催化剂浓度等因素来了解不同条件下反应情况的不同。

关键词:速率常数、半衰期、旋光性、表观活化能、蔗糖的转化反应。

实验部分:一、前言化学反应动力学研究中有两个非常重要的量,速率常数和半衰期。

反应速率是化学反应快慢程度的量度,广义地讲是参与反应的物质的量浓度随时间的变化量的绝对值。

半衰期是反应中的反应物消耗掉50% 所需的时间;速率常数则为反应反应速率方程中的常数,用k表示。

本实验中,我们利用蔗糖的水解来研究化学反应动力学。

蔗糖水解反应可以视为一级反应。

由于旋光性与反应物质的浓度要有简单的线性关系,并且在反应过程中反应体系的旋光性要有明显的变化,且旋光性易于测量,因而测定反应进程中某一时刻反应物或产物的浓度在本实验中,我们根据反应物与生成物均含有不对称碳原子,它们都具有旋光性,但旋光能力不同这一特点,可用体系反应过程旋光度的变化来量度反应的进程。

二、仪器与试剂旋光仪 1台超级恒温水浴 1台150mL锥形瓶 6个 25mL移液管 5只50mL移液管(公用) 100ml 容量瓶(公用) 1只100ml量筒(公用) 1只 500ml广口瓶(公用) 3只分析纯蔗糖溶液(公用。

40g蔗糖溶于400mL水中;20g蔗糖溶于400mL水中)4mol·dm-3HCl溶液(另外配制2 mol·dm-3HCl溶液100ml)(公用)三、 实验原理反应速率只与某反应物浓度成正比的反应称为一级反应,即 -=dC dtkC AA 8……(1) 式中:k 是反应速率常数,C A 是反应物的浓度,t 是时间,设C A 0为反应物起始浓度,积分可得:ln ln C kt C A A =-+0 8 (2)若以ln C A 对t 作图,可得一直线,其斜率的绝对值即为反应速度常数k 。

反应速度还可用半衰期t 1/2来表示。

若x 为在t 时间内已经起反应了的反应物浓度,则在t时的反应速度为:--=-d C x dtk C x A A ()()0积分可得:t k C C xA A =-100ln 8……(3) 当反应物浓度为起始浓度一半时,即x C A =12时所需之时间,称为半衰期t 1/2,显然,t kC C C k k A A A1200011220693/ln ln .=-== 8……(4) 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。

本实验对蔗糖的转化实验进行研究了解此反应的相关参数。

蔗糖转化的反应方程式为:C 12H 22O 11(蔗糖)+H 2O H +−→−C 6H 12O 6(葡萄糖)+C 6H 12O 6(果糖)此反应的反应速度与蔗糖的浓度、水的浓度以及催化剂H +的浓度有关。

在催化剂H +浓度固定的条件下,这个反应本是二级反应,但由于有大量水存在,虽然有部分水分子参加反应,但在反应过程中水的浓度变化极小。

因此,反应速度只与蔗糖浓度成正比。

其浓度与时间的关系,符合(1)式的条件,所以此反应为一级反应。

若在反应过程中的不同时间测得蔗糖的相应浓度,代入上式即可求得该反应的速度常数k 。

测定反应进程中某一时刻反应物或产物的浓度有两种方法:1、 化学方法是在反应过程中每经过一定的时间取出部分反应混合物,并用化学的方法使其反应立即停止,记录时间,分析此时反应混合物中产物或反应物的浓度。

这种方法得到的结果比较准确,重复性较好,但操作的手续较为繁琐,有些反应让其中止比较困难。

2、 物理方法是利用反应体系中反应物或产物的某些物理性质(例如导电性、旋光性、吸光、体积、压力、折光等)与物质浓度的关系,通过测量这些物理性质的变化来确立物质的浓度。

用物理方法进行测量时要满足以下条件:1、物理性质与反应物质的浓度要有简单的线性关系,最好是正比关系。

2、在反应过程中反应体系的物理性质要有明显的变化。

3、不能有干扰因素。

4、有较好的测量仪器设备。

物理法的优点在于不需从反应体系中取出样品,可直接测定,它不需要停止反应而可连续迅速地进行分析,且可将物理性质变成电信号进行自动记录等。

但对于那些反应中有副反应或少量杂质对所测量的物理性质影响较灵敏时将会造成较大的误差。

本实验是根据反应物与生成物均含有不对称碳原子,它们都具有旋光性,但旋光能力不同这一特点,可用体系反应过程旋光度的变化来量度反应的进程。

测量旋光度所用的仪器称为旋光仪。

溶液的旋光度与溶液中所含有旋光物质之旋光能力、溶剂的性质、溶液的浓度、样品管长度、光源波长及温度等均有关系。

当其它条件固定时,旋光度α与反应物浓度C 呈线性关系,即:α=KC 8……(5) 式中K 与物质旋光能力、溶剂性质、样品管长度、温度等有关。

物质的旋光能力用比旋光度来度量。

比旋光度可用下式表示: []ααD t lC=⋅1008 (6)式中:t -实验温度。

D -所用光源为钠灯D 线(波长589nm )。

α-测得的旋光度(︒)。

l -样品管的长度(dm )。

C -浓度(克/100mL )。

作为反应物的蔗糖是右旋性的物质,其比旋光度[]αD 20=66.6°。

生成物中,葡萄糖也是右旋性的物质,其比旋度[]αD 20=52.5°。

但果糖是左旋性物质,其比旋度[]αD 20=-91.9°。

由于生成物中果糖之左旋比葡萄糖右旋性大,所以生成物呈左旋性质。

因此,随着反应的进行,体系的右旋角不断减小。

反应至某一瞬间,体系的旋光度可恰好等于零,而后就变成左旋,直至蔗糖完全转化,这时左旋角达到最大值α∞。

设体系最初的旋光度为α0,则 α0=K 反C A 0(t =0,蔗糖尚未转化) 8……(7) 最终体系的旋光度为:α∞=K 生C A 0(t =∞,蔗糖完全转化) 8 (8)式(7)、(8)中,K 反和K 生分别为反应物与生成物之比例常数。

当时间为t 时,蔗糖浓度为C A ,此时旋光度αt 为:αt =K 反C A +K 生(C A 0-C A ) 8 (9)综合上面几式可得:C K KK A 000=--=-∞∞αααα'() 8 (10)C K KK A t t =--=-∞∞αααα'() 8 (11)代入积分式(2)后,得:ln()ln()ααααt kt -=-+-∞∞0 8 (12)若以ln()ααt -∞对t 作图,得一直线,其斜率为-k ,从而求得反应的速度常数k 。

四、 实验步骤1、了解、熟悉旋光仪的结构、原理和使用方法。

(详见附录)2、用蒸馏水校正仪器的零点,蒸馏水为非旋光物质,可用以校正仪器的零点(即α=0时仪器对应的刻度)。

校正时,先冼净样品管,将管一端加上盖子,并向管内灌满蒸馏水,使液体形成一凸出了液面,然后在样品管上面盖上玻璃片,此时管内不应有气泡存在,再旋上套盖,使玻璃片紧贴于旋光管,勿使漏水。

但必须注意旋紧套盖时不能用力过猛,以免玻璃片压碎。

用滤纸将样品管擦干,再用擦镜纸将样品管两端的玻璃片擦干净。

将样品管放入旋光仪内。

打开光源,调整目镜聚焦,使视野清楚。

然后旋转检偏镜,直到所观察到的三分视野暗度相等为止,记下检偏镜之旋角,重复测量数次,取其平均值,此均值即为零点,用来校正仪器的系统误差。

3、蔗糖转化旋光度的测定:将超级恒温槽调节到所需的温度,在干燥的150mL的锥形瓶中准确移取25ml蔗糖溶液,在另一试剂瓶中置入一些4 mol·dm-3 HCl,将两只锥形瓶都放入超级恒温水浴的恒温箱内,恒温至少半小时,然后准确移取25mL已恒温的HCl,注入到已恒温的25mL蔗糖溶液中,待移液管中的HCl流出一半时开始记时,将混合的的反应物摇匀,迅速用少量反应液洗涤样品管2-3次,然后将反应液装满样品管,盖好盖子并擦净。

立即放入旋光仪内,测量各时间的旋光度。

第一个数据要求离开始起反应的3min内记录,测量时将三分视野调节暗度相等后,先记录时间,再读取旋光度。

为了多读一些数据,反应开始15min内,每分钟测量一次,以后由于反应物浓度降低,一直测量到出现旋光度负值为止。

反应速度变慢,可以将每次测量的时间间隔适当放长。

4、实验安排如下:第一组第二组第三组第四组T(K) 303.15 313.15 303.15 308.15 303.2 308.15 308.15 313.15 蔗糖浓5g/100ml 5g/100ml 10g/100ml 10g/100ml 5g/100ml 5g/100ml 5g/100ml 5g/100ml 度2mol/L 2mol/L 4mol/L 4mol/L 4mol/L 4mol/L 2mol/L 2mol/L 盐酸浓度5、α∞的测定将剩余的反应液放置48 hr后,在相同温度下测定溶液的旋光度,即为α∞值,为了缩短时间,还可将剩余的反应液和样品管中的反应液混合置于50°-60℃水浴上温热30min,使其加速反应至完全,然后冷却至原来温度,再测此溶液的旋光度,观察读数是否稳定,若稳定,即为α∞值。

注意水浴温度不可过高,否则将产生副反应,颜色变黄。

加热过程亦应避免溶液蒸发影响浓度,影响α∞的测定。

6、α0的测定(近似)取25ml蔗糖溶液加入25ml纯净水,混合均匀后测量旋光度。

由于酸会腐蚀旋光仪的金属套,因此实验一结束,必须用水将管洗净。

五、结果与讨论1、实验结果:30℃以及35℃下旋光度—时间图像30℃以及35℃下ln()ααt -∞—t 图像:2、不同条件下的结果。

(部分数据来自于同组的其他同学)由上表可以粗略的得出以下结论,高HCl 浓度可以显著降低反应活化能,同时由马凯玥以及李旭文的数据可以得出:相同催化剂(HCl )浓度下,反应的半衰期随温度的升高有显著的降低,化学反应速率常数显著升高(由于数据量少,无法准确确定半衰期以及速率常数与温度呈何种关系)。

六、 误差分析经分析本实验的误差主要来源于以下几个方面:1) 随机误差T(K)蔗糖浓度盐酸浓度kt 1/2(min )α0E a KJ/mol 数据来源者303.155g/100ml 2mol/L 0.0266825.9745 3.165313.155g/100ml 2mol/L 0.088657.8173 3.750303.1510g/100ml 4mol/L 0.087477.92277.205308.1510g/100ml 4mol/L 0.1522 4.5532 6.741303.155g/100ml 4mol/L 0.073269.4595 3.542308.155g/100ml 4mol/L 0.12335 5.6182 3.276308.155g/100ml 2mol/L 0.0525313.1925 3.327313.155g/100ml2mol/L0.10019 6.9169 3.46794.77386.03880.929103.604马凯玥高凡启宋嘉文李旭文由于测量性质的限制,所有的结果只能经行单次测量,以致使所得到的结果存在较大的偶然误差2)系统误差实验用的旋光度测量仪是用电机传动来测量反应体系的旋光度的,然而从仪器检测到偏振光没有被接收到调整到接收到需要一定的时间,由于整个反应过程中体系的旋光度是一直在变化的,故仪器始终出于调整状态,因此我们所读到的旋光度数据与真实值是有一定偏离的,这个会给实验带来一定的不确定性。

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