一级反应-蔗糖酸催化转化反应

一级反应——蔗糖酸催化转化反应实验目的掌握准一级反应的特点掌握根据物质的光学特性测定蔗糖水解反应动力学参数的实验原理和方法了解旋光仪的基本原理，掌握旋光仪的正确使用方法采用旋光法测定不同酸催化条件下这趟水解反应的速率常数和半衰期实验原理蔗糖转化反应为：C12H22O11(蔗糖)+H2OH+C6H12O6(葡萄糖)+C6H12O蔗糖转化反应可看作准一级反应。对反应速率方程积分可得lnC=lnC0-kobst。C0为反应物初始浓度，当C=12C0时，t可以用t12表示，即为反应的半衰期，t12=蔗糖及其水解产物均为旋光物质，而且它们的旋光能力不同，故可利用体系在反应进程中旋光度的变化来度量反应的进程。溶液的旋光度与溶液中所含的旋光物质的种类、浓度、溶剂的性质、液层厚度、光源波长级温度等因素有关。在其它条件固定时，旋光度α与反应物质浓度呈线性关系，即α=βC。式中比例常数β与物质的旋光能力、溶剂性质、液层厚度及温度等因素有关。在蔗糖的水解反应中，反应物蔗糖是右旋性物质，比旋度[α]D20=66.6°，产物中葡萄糖也是右旋性物质，[α]D20=52.5°，但产物中的果糖是左旋性物质，[α]D20=91.9°。因此随着水解作用的进行，右旋角不断减小，最后经过零点变成左旋，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∞，则C0=α0-α∞β反-β生=β（α0-α∞），C=αt-α∞β反仪器与药品旋光仪、超级恒温槽、旋光管、停表、移液管（250ml）2支、吸量管（10ml）2支、容量瓶、具塞锥形瓶（100ml）2个、锥形瓶（250ml）2个、试剂瓶（250ml）2个、量筒、烧杯蔗糖（分析纯）、浓盐酸、H2C2O4·H2O（基准物质）、NaOH（分析纯）、酚酞（1%）、甲基橙（0.1%）实验步骤HCl原始溶液的配置和浓度测定：在通风橱中将浓盐酸水按2:1（体积比）稀释，配成100ml原始溶液（浓度约8mol·ml-1），转入试剂瓶中加塞储存。配置250ml0.1mol·ml-1NaOH标准溶液。准确称取0.15gH2C2O4·2H2O固体于250ml锥形瓶中，加以ln(αt-α∞kobs=0.0049t1CHCl（2）=3mol/Lt(s)205260295350401457508565αt13.512.6512.0511.410.79.859.158.55t(s)6286948639461035112112431376αt7.957.055.254.353.953.052.051.15t(s)1474αt0.55以ln(αt-α∞kobs=0.0010t1CHCl（3）=2mol/Lt(s)1332284265386307729021035αt15.2513.7511.456.655.5t(s)12631398152416721747181218981955αt50.950.750.550.15-0.1以ln(αt-α∞kobs=0.0008t1CHCl（4）=1mol/Lt(s)93214319509800140319952656αt16.2515.915.5514.8513.8t(s)296932803600αt6.555.554.95以ln(αt-α∞kobs=0.0002t1CHCl（5）=0.8mol/Lt(s)0.1160.6970.9241.2331.792.1092.3932.7αt16.214.4514.1513.3511.9511.210.359.35t(s)1.5483.0353.283.6αt12.58.758.157.4以ln(αt-α∞kobs=0.00016t1α∞的测定序号旋光度（°）旋光仪零点平均值（°）1-4.95-4.972-4.953-4.954-5.055-4.95[H+](mol/L)kobs40.00493（舍弃）0.001020.000810.00020.80.00018作kobs~[H+]图外推至[H+]=0求出k0=-0.0014作ln(kobs-k0)~ln([H+])图直线斜率为0.8684，即H+的反应级数γ=1思考与讨论为什么可用蒸馏水来校正旋光仪零点？试问在蔗糖转化反应过程中所测得旋光度是否要进行零点校正？答：若需要精确测量α的绝对值，则需要对仪器零点进行校正，因为仪器本身有一系统误差；蔗糖溶液以作蒸馏水溶剂，且蒸馏水没有旋光性，旋光度为零，故用纯蒸馏水作零点校正。蔗糖转化反应过程中，无须再作零点校正，因都以蒸馏水作校正，只需校正一次。在测量蔗糖转化速率常数时，选用长的旋光管好，还是短的好？答：选用较长的旋光管好。根据公式[α]＝α×100/Lc，在其它条件不变情况下，L越长，α越大，则α的相对测量误差越小。如何判断某一旋光物质是左旋还是右旋？答：用旋光仪测定物质的旋光度，若为负值，则为左旋；若为正值，则为右旋。在混合蔗糖溶液和盐酸溶液时，我们将盐酸加到蔗糖溶液里去，可否将蔗糖溶液加到盐酸里？为什么？答：不能。由于反应中水是大量的，消耗的水可忽略不计，所以该反应可看作是一级反应。反应速率只与蔗糖的浓度有关。盐酸只作催化剂。如果将蔗糖加入盐酸中