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蔗糖水解反应速率常数测定的改进和探讨

摘要
本实验测定了盐酸溶液中氢离子的浓度与活度,研究表明,两者分别与盐酸催化蔗糖水解反应的速率常数k呈指数关系。根据拟合的结果计算出k值并与实验值比较,结果表明氢离子活度的拟合度较高。本文也对蔗糖水解反应实验数据的处理提出另一种方法,简化了实验过程,提高了实验结果的准确度。
关键词:蔗糖水解;氢离子浓度;氢离子活度;反应速率常数;数据处理的改进
Improvement and discussion on the determination of reaction rate constant of sucrose hydrolysis
Abstract
The hydrogen ion concentration and hydrogen ion activity of hydrochloric acid solution were determined. Studies have shown that they show index relationship with reaction rate constant k of sucrose hydrolysis reaction. The calculated k according to the fitting results pared with the k obtained from the experiment. In this paper, a new method was proposed to process the experimental data of sucrose experimental processes were simplified and the accuracy of the experimental results was improved.
Keywords: hydrolysis of sucrose;hydrogen ion concentration;hydrogen ion activity; reaction rate constant;improvement of data processing
目录
1 文献综述 1
实验原理 1
盐酸催化蔗糖水解反应 1
反应物质的旋光性 2
对旋光法测定盐酸测定蔗糖反应速率常数数据处理的改进 3
课题研究意义 5
2 实验部分 5
仪器及药品 5
仪器 5
药品 5
实验步骤 5
盐酸溶液中氢离子浓度的测定 6
盐酸溶液中氢离子活度的测定 7
旋光法测定盐酸催化蔗糖水解反应速率常数 8
3 结果与讨论 10
10
不同温度下测定蔗糖水解的反应速率常数与氢离子浓度的关系 10
30°C 恒温测定蔗糖水解的反应速率常数与氢离子浓度的关系. 10
22°C 恒温测定蔗糖水解的反应速率常数与氢离子浓度的关系 .13
不同温度下蔗糖水解反应速率常数与氢离子活度的关系 16
30°C时盐酸催化蔗糖水解反应速率常数与氢离子活度的关系 16
22°C时盐酸催化蔗糖水解反应速率常数与氢离子活度的关系 17
对旋光法测定蔗糖水解反应速率常数实验数据处理的改进 18
30°C 恒温对测定蔗糖水解反应速率常数实验数据处理的改进. 18
22°C 恒温对测定蔗糖水解反应速率常数实验数据处理的改进. 23
4 结论 27
参考文献 28
致谢 29

1文献综述


蔗糖水解反应速率常数的测定是一个典型的动力学实验,是物理化学经典实验之一。
蔗糖在H+催化作用下水解或葡萄糖和果糖,反应方程式为:
C12H22O11 + H2OC6H12O6 + C6H12O6
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极慢,通常需要在H+催化作用下进行。由于在较稀的蔗糖溶液中,水是大量的,反应过程中水的浓度可以认为不变,而且H+是催化剂,其浓度保持不变。因此在一定酸度下,反应速度只与蔗糖的浓度有关,而反应速度与反应物浓度的一次方成正比的反应称为一级反应,故蔗糖的转化反应视为一级反应[1]。
一级反应的的速率方程可由下式表示:
(1)
cA为时间t时的反应物浓度,k为反应速率常数。
将(1)式分离变量后进行定积分:
当t=0时, cA= cA0