测定蔗糖水解反应的速率常数课件

1.了解蔗糖水解反应体系中各物质浓度与了解蔗糖水解反应体系中各物质浓度与旋光度之间的关系。旋光度之间的关系。2.测定蔗糖水解反应的速率常数、半衰期测定蔗糖水解反应的速率常数、半衰期和活化能和活化能Ea。3.了解旋光仪的简单结构原理和测定旋光了解旋光仪的简单结构原理和测定旋光物质旋光度的原理，正确掌握旋光仪的物质旋光度的原理，正确掌握旋光仪的使用方法。使用方法。一、实验目的：一、实验目的：C12H22O11（蔗糖）（蔗糖）+H2O C6H12O6(葡萄糖葡萄糖)+C6H12O6（果糖）（果糖）由于蔗糖液较稀，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，该反应可视为一级反应（动力学中称之为准一级反应），表示为：0lnlncktckkt693.02ln21半衰期为：半衰期为：二、实验原理：二、实验原理：H+蔗糖蔗糖 葡萄糖葡萄糖 果糖果糖 体系旋光度体系旋光度 t=0浓度浓度c0 0 0 0（正）（正）t c c0c c0c t t 0 c0 c （负）（负）+66.6 +52.5 -91.9 右旋右旋 右旋右旋 左旋左旋20D反应时间为反应时间为0 时时旋光度旋光度 0=A反反c0反应时间为反应时间为t 时时旋光度旋光度t=A反反c+A生生（c0-c）反应时间为反应时间为 时时 旋光度旋光度=A生生c0 联立以上三式求解并代入公式联立以上三式求解并代入公式 lnc=-kt+lnc0得：得：ln(t-)=-kt+ln(0-)以以 ln(t-)对对t 作图得一直线，由直线斜作图得一直线，由直线斜率可求得反应速率常数率可求得反应速率常数k。三、三、仪器和试剂仪器和试剂WZZ-2B型自动旋光仪 1台旋光管（20cm）1支 超级恒温水浴 1套叉形反应管 2支 秒表 1个移液管（25cm3）2支洗耳球 1个蔗糖（分析纯）2.0moldm-3HCl溶液WZZWZZ-2B2B型自动旋光仪旋光仪样品管样品管1.调恒温水浴至所需的反应温度30 30 0c。2.开启旋光仪,打开光源开关,钠灯亮,经1515分钟预热后使之发光稳定。3.打开光源开关，若光源开关扳上后，钠光灯熄灭,则将光源开关重复拔动1 12 2次,使钠灯在直流下点亮为正常。四、实验步骤：四、实验步骤：4.按测量开关,仪器进入待测状态。将装有蒸馏水或空白溶液的旋光管放入样品室,盖好箱盖,待显示读数稳定后,按清零钮完成校零。旋光管中若有气泡,应使气泡浮于凸颈处;通光面两端若有雾状水滴,可用滤纸轻轻揩干。旋光管端盖不宜旋得过紧,以免产生应力,影响读数。旋光管安放时应注意标记的位置和方向,以保证每次测量时一致。5.t 的测定的测定 用移液管移取用移液管移取20%的蔗糖溶液的蔗糖溶液25mL放入叉形管放入叉形管直管，移取直管，移取25mL 2molL-1 HCI溶液放入叉形管侧管溶液放入叉形管侧管（注意勿使两溶液混合），然后盖上胶塞，将叉形管（注意勿使两溶液混合），然后盖上胶塞，将叉形管置于恒温槽中恒温。待溶液恒温后（不能少于置于恒温槽中恒温。待溶液恒温后（不能少于10分分钟），将已恒温的盐酸溶液，倒入蔗糖溶液中，立刻钟），将已恒温的盐酸溶液，倒入蔗糖溶液中，立刻开始计时，作为反应的起点。将溶液摇匀后，迅速用开始计时，作为反应的起点。将溶液摇匀后，迅速用少量混合液清洗旋光管二次，然后将此混合液注满旋少量混合液清洗旋光管二次，然后将此混合液注满旋光管，盖好盖子（检查是否漏液和形成气泡），擦净光管，盖好盖子（检查是否漏液和形成气泡），擦净旋光管两端玻璃片，立即置于旋光仪中，测定不同时旋光管两端玻璃片，立即置于旋光仪中，测定不同时间的旋光度。第一个数据要求在反应开始后间的旋光度。第一个数据要求在反应开始后2-3分钟内分钟内测定。开始测定。开始20分钟内，每两分钟读数一次，以后每五分钟内，每两分钟读数一次，以后每五分钟读一次。直至旋光度为负值为止。分钟读一次。直至旋光度为负值为止。6.的测定为了得到反应终了时的旋光度，将步骤5叉形管中的剩余混合液转入50 mL容量瓶，置于5060的水浴锅中恒温60分钟，使水解完全。然后冷却至实验温度，再按上述操作，将此混合液装入旋光管，测其旋光度，此值即可认为是。7.调恒温水浴温度至3535,重复上列步骤5 56 6,测量另一温度下的反应数据。8.实验结束后应立即将旋光管洗净擦干。依次关闭测量、光源、电源开关。五、五、数据记录和处理 1.将所测的实验数据按下列表格记录t t/min/mint tt t -lg(lg(t t -)实验温度：_；_ 2.lg(t-)对对t作图，从直线斜率分别求出两作图，从直线斜率分别求出两温度时的速率常数温度时的速率常数k(T1)及及k(T2)，并求出两，并求出两温度下的反应半衰期。温度下的反应半衰期。3.从从k(T1)及及k(T2)利用利用Arrhenius公式求其平公式求其平均活化能均活化能Ea。1.旋光管盖只要旋至不漏水即可，过紧旋钮会造成损坏或因玻璃片受力产生应力而致使有一定假旋光。2.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。3.实验结束时，应将旋光管洗净干燥，防止酸对其腐蚀。4.温度对反应速度影响较大，所以整个过程应保持恒温。用水浴加热反应液测时，温度不宜过高，以免产生副反应，溶液变黄。5.根据反应温度，可适当增加HCI的浓度，以缩短反应时间。六、注意事项六、注意事项1.蔗糖的转化速率常数k和哪些因素有关？2.在测量蔗糖转化速率常数时，选用长的旋光管好？还是短的旋光管好？3.试估计本实验的误差，怎样减少实验误差？4.如何根据蔗糖、葡萄糖和果糖的比旋光度数据计算？5.配置蔗糖溶液时称量不够准确,对测量结果是否有影响？七、思考题