蔗糖水解的半衰期.docx
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蔗糖水解的半衰期
蔗糖水解的半衰期
旋光法测定蔗糖转化反应的速
旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数—实验报告
院（系）生化系年级10级专业化
工姓名学号—
课程名称物化实验实验日期2022年_9_月_9_日
实验地点3栋指导老师
一、实验目的：
1测定蔗糖转化放映的速率常数k，半衰期t1/2,和活化能Ea。
2了解反应的反应物溶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。
二、实验原理：
1、蔗糖在水中转化成葡萄糖和果糖，器反应为：
C12H22O1什日2OC6H12°6+C6H12。
6
（蔗糖）（葡萄糖）（果糖）
这是一个二级反应，但在H+浓度和水量保持不变时，反应可视为一级反应，
dec
速率方程式可表示为：
dike，积分后可得：
In￡kt
e0
由此可知：
在不同时间测定反应物的相对浓度，并以Ine对t作图，可得一直
线，由直线斜率即可求得反应速率常数k。
当e=O.5co时
T1/2=ln2/K
2、本实验中的反应物及产物均有旋光性，且旋光能力不同，在溶剂性质、溶液
浓度、样品管长度及温度等条件均固定时，旋光度与反应物浓度呈线性关系，
即：
TOC\o"1-5"\h\z反应时间t=0，蔗糖尚未转化：
0反c；
反应时间为t，蔗糖部分转化：
t反C生（CoC）；
反应时间t=某,蔗糖全部转化：
生C。
，
联立上述三式并代入积分式可得：
ln（t）ktln（o）
以1n（t）对t作图可得一直线，从直线斜率可得反应速率常数k
三、仪器与试剂：
WZZ-2B型旋光仪
1台
501超级恒温水浴
1台
烧杯100ml
2个
移液管（25ml）
2只
蔗糖溶液（分析纯）
（20.0g/100ml）
Hcl溶液（分析纯）
（4.00mol/dm-3）
四、实验步骤:
恒温准备:
将4mol/LHcl和调恒温水浴至
将4mol/LHcl和
调恒温水浴至45°c
②旋光仪调gOm］分别
“、亠I一向管内装满蒸
某用滤纸擦干
4打开光源，调节目镜聚
4打开光源，调节目镜聚
焦，使视野清晰
再旋转检偏镜至能观察到
三分视野均匀但较暗为止
记下检偏镜的旋光度，重复测量数次,取其平均值即为零点
2洗净样启旋J向管内装满蒸馏水，盖5分钟稳定后将光源调至—＞将装有蒸馏水的2洗净样
启旋
J向管内装满蒸馏水，盖
5分钟稳定后
将光源调至
—＞将装有蒸馏水的调开关至
①中试样恒温20min将Hcl
司时启
少量溶液
＞加入一半时
」开始计时亍
混合液装
2min后i记第
—_
在开始反应后每
隔—1min记一次
等约5秒读
71剩余液放入50
4旋上端盖滤纟纸擦干
④测定ar
④测定ar
⑤、依次关闭测量、光源、电源开关。
五、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、配蔗糖溶液时要注意使蔗糖固体全部溶解，并充分混匀溶液；
3、样品管洗涤及装液时要保管好玻璃片橡皮垫圈，防止摔碎或丢失；
4、测定时，要注意被测样品在50~60°c条件下恒温50min后（但不能超过60°c,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。
六、数据处理：
o
（1）、①超级恒温槽温度：
45c旋光仪零点：
0
时间（min）
1
2
3
4
5
at
8.054
6.589
5.321
4.842
3.260
at-a-
11.526
10.061
8.793
8.314
6.732
ln（at-a-）
2.44
2.31
2.17
2.12
1.91
时间（min）
6
7
8
9
10
at
2.452
1.716
1.074
0.508
0.012
at-a-
5.924
5.188
4.546
3.98
3.464
ln（at-a
—）
1.78
1.65
1.51
1.38
1.25
最终旋光度：
a-=-3.472
In（at-a-）t图
In
由图可知直线斜率ki=-0.1337;
即反应速率常数K=0.1337
半衰期T1/2=1n2/K=5.1843min
时间（min）
2
4
6
8
10
at
10.6
10.05
7
5.45
3
at-ag
15.08
14.53
11.48
9.93
7.48
In（at-ag）
2.71
2.68
2.44
2.3
2.01
时间（min）
12
14
16
18
20
at
2.4
1.45
0.3
0.05
-0.45
at-ag
6.88
5.93
4.78
4.53
4.03
ln（at-ag）
1.93
1.78
1.57
1.51
1.39
o
（2）①超级恒温槽温度:
35c
旋光仪零点：
0
最终旋光度：
a-=-4.4833
由图可知直线斜率k2=-0.0798;
即反应速率常数K=0.0798
半衰期ti/2=ln2/K=8.686min
（3
（3）由
Ea=42.146kJ/mol
七、实验结果与讨论
、实验结果：
35°C下实测值K=0.0798即308K时K=79.8某10-3min-1
T1/2=8.686min;
450C下实测值K=0.1337即318K时K=13.37某
10-3min-1
t1/2=5.1843min;
Ea=42.0243KJ/mol
文献值参考值：
308.2K时K=75.97某10-3min-1
318.2K时K=17.455某10-3min-1
Ea=108KJ/mol
、实验偏差：
（42.0243—108）宁108某100%=-61.09%
、产生偏差的原因可能如下：
、实验仪器误差；
、读数误差；
、实验操作过程中温度对实验结果产生影响，使得活化能减小；
、盐酸作为催化剂，对反应速率产生影响，从而影响反应速率常数；
八、实验思考题
1、实验中，用蒸馏水来校正旋光仪的零点，有何意义？
答：
因为蔗糖溶液以蒸馏水作溶剂，这样就消除了溶剂对实验结果的影响，且蒸馏水没有旋光性，其旋光度为零；若不进行零点校准，则各个时间所得的溶液旋光度会存在偏差，故用蒸馏水来校正旋光仪的零点，来消除系统误差。
九、实验小结
本实验中温度对反应速率影响很大，所以在试验中用恒温水浴来控制温度。
实验时由于旋光管内存有少许气泡或者在以盐酸流出一半为反应计时时，由于无法准确判断所以导致反应时间存在误差。
实验测得的旋光度变化趋势是从大到小，最终出现负值，证明果糖的旋光度为负值，并在数值上大于葡萄糖的旋光度值。
而最终的旋光度没有表现出几乎不变的趋势，说明反应还没有达到极限，实验时间应该可以再适当地加长一点。
做完该实验，我了解了反应的反应物浓度与旋光度之间的关系，同时明白旋光仪的基本原理，掌握旋光仪的正确使用方法。
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