蔗糖的转化实验报告思考题.docx

蔗糖的转化实验报告思考题 1、实验中,为什么用蒸馏水来校正旋光仪的零点?在蔗糖转化反应过程中,所测的旋光度是否需要零点校正?为什么? 答:(1)因为水是非旋光性物质,其旋光度为0。(2)不需要。因为作图时,已将零点抵消掉了,因此不作零点校正,对计算反应速度常数无任何影响。 2、蔗糖溶液为什么可粗略配制? 答:因该反应为(准)一级反应,只需作图,根据斜率便可求其反应速率常数k,并且该反应的半衰期与起始浓度无关,故蔗糖溶液可粗略配制。 3、蔗糖的转化速率常数k与哪些因素有关? 答:温度,催化剂种类、浓度。 4、试分析本实验误差来源?怎样减少实验误差? 答:光源波长,须恒定。温度,应等温度恒定后在开始实验测量。操作误差,为减少误差,玻璃片应擦净,旋光管中不能有气泡,两次测量之间务必将旋光管洗净并润洗。蔗糖的转化 1319班张柳君XX40176 【实验目的】 。 、工作原理,掌握旋光仪的使用方法。【实验原理】蔗糖转化反应为:C12H22O11+H2O→C6H12O6+C6H12O6 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? dC ?kC(1)dt 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:lnC??kt?lnC0(2)式中,C0为反应物的初始浓度。当C=1/2C0时,t可用t1/2表示,即为反应的半衰期。由(2)式可得: t1/2? ?kk (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: ???tD?? lC (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=°。产物中葡萄糖也是右旋性物质,其比旋光度[α]20D=°;而产物中的果糖则是左旋性物质,其比旋光度[α]20D=-°。因此,随着水解反应的进行,右旋角不断减小,最后经过零点变成左旋。旋光度与浓度成正比,并且溶液的旋光度为各组成的旋光度之和。若反应时间为0,t,∞时溶液的旋光度分别用α0,αt,α∞表示。则: α0=K反C0(表示蔗糖未转化)(6)α∞=K生C0(表示蔗糖已完全转化)(7) 式(6)、(7)中的K反和K生分别为对应反应物与产物之比例常数。αt=K反C+K生(8) 由(6)、(7)、(8)三式联立可以解得: C0? ?0??? K反?K生?K???0????(9) C? ?t??? K反?K生?K???t????(10) 将(9)、(10)两式代入(2)式即得: ln??t??????kt?ln??0????(11) 由(11