好文档就是一把金锄头!
欢迎来到金锄头文库![会员中心]
电子文档交易市场
安卓APP | ios版本
电子文档交易市场
安卓APP | ios版本

物理化学实验报告-蔗糖的转化.docx

9页
  • 卖家[上传人]:lil****ar
  • 文档编号:276177940
  • 上传时间:2022-04-11
  • 文档格式:DOCX
  • 文档大小:109.51KB
  • / 9 举报 版权申诉 马上下载
  • 文本预览
  • 下载提示
  • 常见问题
    • 实验名称:蔗糖的转化实验日期:2011年3月29日姓名:王一航编号:14—1学号:00927003室温:23.1 ℃大气压:101.99kPa【摘要】蔗糖转化是一级反应,若催化剂H+浓度固定,水大量存在,则其反应速率只与蔗糖浓度成正比本实验利用反应物蔗糖(右旋性)及生成物果糖(左旋性)的旋光度不同,旋光度与物质浓度的正比关系,通过测定反应不同时间的旋光度,拟合lg(αt-α∞)与t关系曲线,即可测定蔗糖转化的反应级数、求得反应速率常数k,并由k值计算反应的半衰期t1/2【引言】一、 实验目的:1. 根据物质的光学性质研究蔗糖转化反应,测定其反应级数、速度常数和半衰期2. 了解旋光仪的基本原理,并掌握其正确的操作技术二、 实验原理:1. 一级反应:反应速率只与某反应物浓度成正比:—,ln(c0/ct)=ktK:反应速率常数;ct:反应物在时间t时浓度设反应物起始浓度为a,t时间内已经起反应的反应物浓度为x,则在t时反应速率为:-d(a-x)/dt=k(a-x),积分可得t=1/k*ln(a/a-x)半衰期(x=a/2时所需时间): t1/2=1/k*ln(a/a-1/2a)=0.693/k2. 蔗糖反应:反应式:C12H22O11 + H2OC6H12O6 + C6H12O6(蔗糖) (葡萄糖) (果糖)在催化剂H+浓度固定、水大量存在下,可认为反应速率只与蔗糖浓度成正比,即为一级反应。

      3. 反应的旋光性:蔗糖为右旋性,比旋光度=66.6°,生成物葡萄糖为右旋性,=52.5°,果糖为左旋性,=-91.9°.因为旋光度与反应物浓度成正比=Kc,( K与物质旋光度、溶剂性质、溶液厚度、温度有关),可用体系反应过程中旋光度变化测量反应进程蔗糖水解时,右旋角不断变小,反应终了时,体系变成左旋设最初旋光度为0,最后旋光度为,则有0=K反c0(蔗糖未转化,t=0); =K生c0(蔗糖全转化,t=∞)K反、K生为反应物与生成物比例常数;c0为反应物初始浓度,也即生成物最后浓度时间t时,蔗糖浓度为c,旋光度为,则t=K反+K生(c0-c)可得c0==K′(α0-α∞),c0== K′(αt-α∞) 带入t=(1/k)*ln(a/a-x),可得t=(1/k)*ln((α0-α∞)/(αt-α∞))或lg(αt-α∞)=-kt/2.303+lg(α0-α∞)以lg(αt-α∞)对t作图,由斜率可求得反应速率常数k三、 实验方法:用旋光仪测定反应体系的旋光度,原理如下:光路:起偏镜——石英条——旋光管——检偏镜——刻度盘——望远镜——人眼从钠灯光源发出的光线通过(聚光镜、滤色镜、经检偏镜)起偏镜成为平面偏振光,在半波片处产生三分视场。

      如图所示:大于或小于零视场 零视场 大于或小于零视场当视场中三部分暗度一致时(如零视场图),对应仪器零点,有时仪器存在系统误差,需要进行零点校正当放入待测溶液的试管后,由于溶液的旋光性,使平面偏振光旋转了一个角度,零度视场发生了变化,三分视场的明暗不再一致此时转动检偏镜一定角度,能再次出现暗度一致的视场检偏镜由第一次黑暗到第二次黑暗的角度差即为被测物质的旋光度实验部分】一、 仪器药品:1、仪器:WXG-4圆盘旋光仪、秒表、超级恒温槽、移液管(25ml)、磨口锥形瓶(100ml)、量筒(100ml)、台秤、洗耳球、水浴装置2、药品:蔗糖(AR)、盐酸(4.082mol/L,5.603 mol/L)二、 实验步骤:1. 找旋光仪零点:蒸馏水为非旋光性物质,可用来校正仪器的零点(即α=0时,仪器对应的刻度)洗净恒温旋光管,由加液口加入去离子水至满,此时管内不应有空气泡存在,用滤纸擦管外壁,再用擦镜纸将旋光管两端擦干净放入旋光仪,打开电源,预热5-10min,钠灯发光正常调目镜聚焦,使视野清晰;调检偏镜至三分视野暗度相等为止,记录检偏镜旋转角α,重复取平均值,即为仪器零点。

      将超越恒温槽调至25℃2. 配制蔗糖溶液:粗天平称取15g蔗糖溶于75mL蒸馏水,若浑浊应过滤一次3. 测定体系的旋光度:移液管取25mL蔗糖溶液于100mL干燥锥形瓶,另一只移液管取25mL盐酸于同一锥形瓶,当酸放出一半时按下秒表开始计时(注意:秒表一经启动,勿停直至实验完毕)盐酸全倒入后迅速摇匀混合液,迅速用少量混合液洗涤旋光管三次,再装满,擦净后尽快放入旋光仪,测定规定时间的旋光度测量时先将三分视场调节到全暗(即找到平衡点),立刻记下时间后再读取旋光角(都要迅速)在开始15 min内,最好每分钟记录一次读数,以后间隔可加长,直至旋光角由右旋变为左旋为止5.α∞的测定:测定旋光角由右旋变为左旋后,可将剩余的反应混合物放入55℃恒温槽中加热40min,使反应充分后,再冷却至室温,测定体系的旋光度,连续读数三次平均值由于反应液的酸度很大,因此样品管一定要擦干净后才能放入旋光仪内,以免酸液腐蚀旋光仪,实验结束后必须洗净样品管实验数据记录及处理】1. 蔗糖浓度:称量质量为15.28gC=(15.28g/342g.mol-1)/75ml=0.596mol/L2. 找旋光仪零点: 表1. 旋光仪零点旋光度(左)0.00旋光度(右)0.053. 不同盐酸浓度下反应体系的旋光度数据记录及处理: 表2 .盐酸浓度为4.082mol/L时时间与旋光度关系表格反应时间t/s旋光度(左)旋光度(右)校正后再平均αt457.8010.0010.009.975530.119.509.558.50661.998.258.308.25737.187.807.857.80799.217.407.457.40861.556.956.956.925912.216.156.206.15979.245.355.405.351031.085.355.405.351156.215.005.004.9751234.114.354.404.351291.243.954.003.951355.303.903.953.901431.083.353.403.351511.993.053.103.051581.433.053.103.051650.962.802.802.7751719.242.252.302.251775.492.102.152.1018771.601.651.6019401.151.201.1520380.900.900.87521200.550.600.5522000.500.550.5022680.100.150.102336-0.10-0.05-0.10表3.盐酸浓度为 5.603 mol/L时时间与旋光度关系表格反应时间t/s旋光度(左)旋光度(右)校正后再平均αt217.969.259.309.25264.688.608.608.575299.657.958.007.95352.567.007.057.00394.966.306.356.30443.345.755.805.75481.875.105.155.10519.994.604.604.575565.213.954.003.95607.993.453.453.425661.152.902.902.875695.842.352.402.35744.932.002.001.975784.401.601.651.60836.871.051.101.05897.180.600.650.60982.74-0.10-0.10-0.125表4. 盐酸浓度为4.082mol/L时α∞的测定旋光度(左)旋光度(右)校正后再平均α∞-4.50-4.45-4.54-4.50-4.50-4.55-4.604.作图及计算:(1)作αt-t关系图(用origin软件):图1. αt-t关系图(2)对盐酸浓度为4.082mol/L,从αt-t关系曲线上读出等间隔时间t(每隔5min)时的旋光角αt,并计算出(αt-α∞)和lg(αt-α∞)的数值:用Origin软件的Screen Reader功能读取曲线上选定点的数据(因为不会输入X数据求曲线上对应y的数据,只会用Screen Reader,所以可能不太准,误差在αt最后一位)列表如下表5. 等间隔时间t(每隔5min)及旋光角αt数据表格(盐酸浓度为4.082mol/L)反应时间t/minαtαt-α∞lg(αt-α∞)89.4513.991.14137.5012.051.08185.329.860.99233.778.310.92282.537.070.85331.015.550.74380.054.590.66以lg(αt-α∞)对t作图:图2. lg(αt-α∞)-t关系图及拟合直线(盐酸浓度为4.082mol/L)由图可得:反应级数为一级反应(近似),即反应速率只与蔗糖浓度成正比拟合直线斜率为m=-0.01614, δm=0.0016, 相关系数r=-0.99762可得反应速率常数k=-0.01614*-2.303=0.03717min-1,δk=2.303*0.0016=0.004 min-1结果表示为k=(0.037±0.004) min-1反应半衰期t1/2=0.693/k=18.6min,δt1/2=0.6932*k-2*δk=1.4min,结果表示为t1/2=(19±1)min(3)对盐酸浓度为 5.603 mol/L,同理列表如下:表6. 等间隔时间t(每隔3min)及旋光角αt数据表格(盐酸浓度为 5.603 mol/L)反应时间t/minαtαt-α∞lg(αt-α∞)48.9313.471.1376.0210.561.02103.538.070.91131.636.170.79160.074.610.66以lg(αt-α∞)对t作图:图3. lg(αt-α∞)-t关系图及拟合直线(盐酸浓度为 5.603 mol/L)由图可得:反应级数为一级反应(近似),即反应速率只与蔗糖浓度成正比拟合。

      点击阅读更多内容
      关于金锄头网 - 版权申诉 - 免责声明 - 诚邀英才 - 联系我们
      手机版 | 川公网安备 51140202000112号 | 经营许可证(蜀ICP备13022795号)
      ©2008-2016 by Sichuan Goldhoe Inc. All Rights Reserved.