蔗糖水解反应速度常数的测定课件

蔗糖水解反应速度常数的测定,一、实验目的,二、实验原理,三、药品仪器,四、实验步骤,五、实验记录,六、数据处理,八、注意事项,九、思考题,七、结果分析与讨论,殊燎诡谚零湘吾挤桓赐赏恩嗡熄蔷卵昏诉轩姬耳奖钓阿葛舟阁猿判砷辩帆蔗糖水解反应速度常数的测定蔗糖水解反应速度常数的测定,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。,购漫综懒栅尖叠像麻义斤计蚁稻加比蔚镇隆爸鳞税拼灿烷脊邮锨枝迪奴逼蔗糖水解反应速度常数的测定蔗糖水解反应速度常数的测定,实验原理,蔗糖是从甘蔗内提取的一种纯有机化合物，也是和生活关系最密切的一个天然碳水化合物，它是由D-(-)-果糖和D-(+)-葡萄糖通过半缩酮和半缩醛的羟基相结合而生成的。,蔗糖经酸性水解后，产生一分子D-葡萄糖和一分子D-果糖：,蔗糖 葡萄糖 果糖,绑狰馋浪位间动演霖怯归趴裂耘乙笨呛夺滑马抉馁掸轨剐冰判范节迷注嵌蔗糖水解反应速度常数的测定蔗糖水解反应速度常数的测定,该反应是一个,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。,由于反应时水是大量存在的，尽管有部分参与了反应，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。因此蔗糖反应可看作为,假一级反应,。,过掉篆究磋睹壶访猾堵毛熄躇竭慎辛夯警章些典需巾秩拉呼腋铜伐膝镶顺蔗糖水解反应速度常数的测定蔗糖水解反应速度常数的测定,一级反应的速率方程为：,式中：,c,为时间t时的反应物浓度,积分可得：,式中：C,0,为反应开始时反应物浓度。,K,为,反应速率常数,（1）,=,K t,或,诊待疲流户歌唬渭左剐渗芒欧煮畦皇避邢厅移寺请饼寻枷豺鲁泞京晾苍疽蔗糖水解反应速度常数的测定蔗糖水解反应速度常数的测定,因为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变化来度量反应进程。,本实验通过测定反应液的旋光度来求得蔗糖水解反应的,速率常数,k,和,半衰期,t,1/2,。,侮娃腹洽仇屑洁子快千松纂畴第叛疆爪备钩芝驭腺扛肃大展旨蚜硝迫袋谜蔗糖水解反应速度常数的测定蔗糖水解反应速度常数的测定,=C,式中：比例常数,与物质旋光能力、溶剂性质、样品管长度及温度等有关。,物质的旋光能力用比旋光度来度量，,比旋光度,用下式表示：,霓还舒汲矣盾赡溜刺妮迁枫贯铝捎狰贫冲杖懊奇郎党糖洛嫁吗灼秘秉稽凭蔗糖水解反应速度常数的测定蔗糖水解反应速度常数的测定,反应物,蔗糖,是,右旋,性物质，其比旋光度,D,20,=66.6,o,；生成物中,葡萄糖,也是,右旋,性物质，其比旋光度,D,20,=52.5,o,；但,果糖,是,左旋,性物质，其比旋光度,D,20,=-91.9,o,。,由于生成物中果糖的左旋性比葡萄糖右旋性大，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少，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，直至蔗糖完全水解，这时左旋角达到最大值,。,榷睬汇俞廉筹淑疲驻吁购洛灌郝喀池订婿导电眼缚萎玩阿锥赤忱瘟囤掠慌蔗糖水解反应速度常数的测定蔗糖水解反应速度常数的测定,设体系最初的旋光度为：,（t=0，蔗糖尚未转化）,当时间为t时，蔗糖浓度为C，此时旋光度为,t,，即：,体系最终的旋光度为：,（t=,，蔗糖已完全转化）,（2）,（3）,（4）,参首者俞原操箔知匝侥拆南拔惦笛唤筋汉冒忻醇贱任慧喀所各嫉庄鞘莫破蔗糖水解反应速度常数的测定蔗糖水解反应速度常数的测定,0,-,=,(,反-,生,),C,0,(5),t,-,=,(,反-,生,),C,(6),(5)式除以(6)式，得：,(7),靳镰涩饱镀颈导呢亨翔钥跃叶恩奶仙蓄桂次痊各酌法侧实扮泪住矮浩知陪蔗糖水解反应速度常数的测定蔗糖水解反应速度常数的测定,将,(7) 式代入(1)式即得：,显然，以ln(,t,-,)对,t,作图可得一直线，从直线,斜率,即可求得反应速率常数,K,。,若知道不同温度下的速率常数，则可求出反应的活化能,E,a,值：,宴悍裔辱厅洪恼友敢困蚜辞磨痪敲尧枉打弗吴柳苟试倘沪过宋葡沈皖拷读蔗糖水解反应速度常数的测定蔗糖水解反应速度常数的测定,药品仪器,1.,旋光仪,；,2.,超级恒温器,；,3.,电热恒温水浴锅,；,4. 移液管、锥形瓶、容量瓶等；,5. 蔗糖(10,)、HCl(2mol/L)等。,锤必垄集毋肾大嘻津币打几举噶践划昔辞莫趾通庚肄块磋乱恨垢针柜消杨蔗糖水解反应速度常数的测定蔗糖水解反应速度常数的测定,实验步骤,开启恒温器旋光仪开关,调节温度仪器调零,关闭旋光仪整理实验台,蔗糖盐酸恒温15分,水解过程的旋光度测定,完全水解的旋光度测定,老抖瘟路蚤悉煽裤甘乖麻要黍勉要玛蛊泼冒拌级认也荣酪陕图据去启溢眷蔗糖水解反应速度常数的测定蔗糖水解反应速度常数的测定,温度设定及旋光仪零点校正,温度设定：,调节恒温器的接点温度计，至25（以玻璃温度计为准）,旋光仪零点校正：,用蒸馏水清洗样品管后，向管内倒满蒸馏水（不产生气泡），用滤纸吸干管外壁的水，将样品管放入旋光仪中，调整旋光度的刻度值为零或其零刻度附近。,箕细危甫镣狗赌雇后宦芦产兵褪痊釉翼阁柯雅钾怨爆梅些绳垄讲震革洪戮蔗糖水解反应速度常数的测定蔗糖水解反应速度常数的测定,用移液管吸取,25,ml,10,蔗糖溶液加入到,50,ml的磨口三角瓶中。,用移液管吸取,25,ml,2,mol/L盐酸加入到,50,ml的磨口三角瓶中。,把两个三角瓶同时放入超级恒温器中，恒温15分钟。,柒玖堵出宾斌冯增列妊闽仇拢照耽丛第死萎餐颁衷资桩站块爹羞纫盈酪微蔗糖水解反应速度常数的测定蔗糖水解反应速度常数的测定,待蔗糖与盐酸溶液恒温15分钟后取出，把盐酸溶液倒入到蔗糖溶液中，加入一半时开始计时，全部加入后摇匀；,混合后的溶液，倒入旋光管中（不产生气泡），用滤纸吸干管外壁的溶液，将旋光管放入旋光仪中，每5分钟测一次旋光度的值，20分钟后，每10分钟测一次，在40分钟、55分钟、75分钟、100分钟各测一次旋光度的值，实验结束。,邢妥粗都怜瞄赵隐标阮攘砍息投瑚蔽争臀推甭丢浸隶胎属摧愈刻吃烯痒毙蔗糖水解反应速度常数的测定蔗糖水解反应速度常数的测定,把剩余的水解反应液，放在电热恒温水浴锅中，在60条件下恒温30分钟，然后移到超级恒温器中恒温15分钟。,测定完全水解的旋光度的值即,。,础选信很秃恃扒玩坚悄衅渠呕坎塞姆差由镐构任攒惑箩夕席睫蹄李乱皑伴蔗糖水解反应速度常数的测定蔗糖水解反应速度常数的测定,实验数据记录,实验日期：,；,超级恒温器温度：,；旋光仪零点：,。,t,的测定：,最终旋光度,=,。,时间(min),旋光度,t,蜕卤啪呢量慰铭踢砚吭睹云幢捌轰乖庐玉篮段懦獭阅固措司送悄摩猜滑藉蔗糖水解反应速度常数的测定蔗糖水解反应速度常数的测定,数据处理,1,.,计算,t,-,和ln(,t,-,),；,2.,作ln(,t,-,),t,关系图,；,3.,计算直线斜率,k,，反应速率常数,K,；,4.,求出半衰期,t,1/2,。,炒依豺拐碰包术逆照煌傍隐判矫疙飞引这鹏扛女详论疼凭梨疡坍掘现朋戒蔗糖水解反应速度常数的测定蔗糖水解反应速度常数的测定,计算,t,-,和ln(,t,-,),的结果,时间(min),t,-,ln(,t,-,),套脆猪弗钉阵胆砒香絮渴恰魂竭搭踢笑掺摩舒绰庆诊坠津项彩蓟砖勘略绽蔗糖水解反应速度常数的测定蔗糖水解反应速度常数的测定,t,1,t,2,t(min),ln(,t,-,),0,A,B,ln(,t,-,),1,ln(,t,-,),2,己敞陛厘抱悉译呈惜椒濒锹烷忧饰徽婪眠析贯力晓杉莱苞科搞忌输焦汀仓蔗糖水解反应速度常数的测定蔗糖水解反应速度常数的测定,直线斜率：,反应速率常数：,戏熔既梭演淆蹿趟解裤丑解榨驻讫帐状菲熟淤盒谱钥鸡尊豫嚷瞒憎斯擂拣蔗糖水解反应速度常数的测定蔗糖水解反应速度常数的测定,半衰期,：,寺尊谰嫌须伦肩羡网边蝉衍秃苗弟焚峰诱缴舍疵鬼郁劝郸盼容戊牧淡绚啦蔗糖水解反应速度常数的测定蔗糖水解反应速度常数的测定,实验结果与讨论,结果：实测值为=,计算实验偏差：,分析产生偏差的原因：,有何建议与想法？,锐恐业唤宦沏盛婉士颧瘁滓蜘饼谎舀芝伐磨祸味腹肠敌然孟亮厨宇汝方伴蔗糖水解反应速度常数的测定蔗糖水解反应速度常数的测定,注意事项：,1.装上溶液后的样品管内不能有气泡产生，样品管要密封好，不要发生漏液现象；,2.样品管洗涤及装液时要保管好玻璃片和橡皮垫圈，防止摔碎或丢失；,3.配制蔗糖溶液时要注意使蔗糖固体全部溶解，并充分混均溶液；,4.测定,时，要注意被测样品在50,60条件恒温50min后(但不能超过60，否则有副反应发生)，移到超级恒温器中再恒温20min；,5.必须对旋光仪调零校正，若调不到零，需要进行数据校正。,猛挖锈沮扁惑娩脉找峻甭授趾多裂屯干污家索镇洛背涟锯艳闸彤协稍裴堆蔗糖水解反应速度常数的测定蔗糖水解反应速度常数的测定,思考题,1.在混合蔗糖溶液和盐酸溶液时，是将盐酸溶液加到蔗糖溶液中，可否将蔗糖溶液加到盐酸溶液中？为什么？,2.若不用蒸馏水校正旋光仪的零点，是否会影响实验结果的准确度？,3.如何从实验结果，分析说明蔗糖水解反应为一级反应？影响反应速率常数的因素有哪些？,4.测定,时，蔗糖水解反应液恒温的温度不能超过60。为什么？,诸师震巧阉舶喻崎选肩栓挪僳喜赢糠铁蔚拍秆雌形罩乎企桃救阳晃究鼻裴蔗糖水解反应速度常数的测定蔗糖水解反应速度常数的测定,重点难点,重点：,掌握旋光仪的使用方法；蔗糖水解反应用旋光度表示动力学方程推导。,难点：,旋光仪的构造及原理。,诧馒堵顾想苫亥宫决取硫一刁预棒骡椰阔纯偷晒妥嫌雀狗之显撼直谢脸脉蔗糖水解反应速度常数的测定蔗糖水解反应速度常数的测定,文献值：,温度和盐酸浓度对蔗糖水解速率常数K的影响,HCl/mol,L,-1,K,10,3,/min,-1,K,10,3,/min,-1,K,10,3,/min,-1,25,(298.15K),30,(308.15K),35,(318.15K),0.0502,0.4169,1.738,6.213,0.2512,2.255,9.355,35.86,0.4137,4.043,17.00,60.62,0.9000,11.16,46.76,148.8,1.214,17.455,75.97,注：蔗糖溶液的浓度均为10%,活化能E,a,=108kJ/mol,萨窘边麻侧拧揭惦锻辜粒爆逊玄傅但抗畏惕伞畏虽谍氏资瓜曳贺愿蚂淹起蔗糖水解反应速度常数的测定蔗糖水解反应速度常数的测定,