H离子浓度对蔗糖水解反应速率的影响参考借鉴.docx
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H离子浓度对蔗糖水解反应速率的影响参考借鉴
H+浓度对蔗糖水解反应
速率影响的测定
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H+浓度对蔗糖水解反应速率影响的测定
(同组人:
)
摘要本次实验研究了H+对蔗糖反应速率的影响,并求出了在不同浓度的同种酸的催化下的反应级数。
ThethesisstudiestheinfluenceofH+`sconsistencytothereactionrateofsucrose.Andobtainedatdifferentacidconcentrationsofthesameorderofthereactioncatalyzed.
关键词旋光法;酸;蔗糖转化反应;速率常数
一.前言
物理化学实验“H+浓度对蔗糖水解反应速率的影响的测定”,常见在室温下操作。
在室温下用旋光仪测在不同H+浓度反应时的旋光度at,用所测得的at和α∞数据根据推导得到的公式
lg(αt-α∞)=-kt/2.303+lg(α0-α∞)
以lg(αt-α∞)为纵坐标,t为横坐标作图,从所得直线的斜率求出反应速率常数k值
二.实验部分
1.实验原理
一级反应的速率方程的定积分式
反应速率
只与某反应物浓度c的一次方成正比的反应称为一级反应。
其速率方程的通式为
将速率方程(14-1)移项积分,可得动力学方程:
式中c0为反应物的初始浓度,c为t时刻反应物的浓度,为反应的速率常数。
由可以看出,一级反应的半衰期与起始浓度无关。
这是一级反应的一个特点。
可以得到:
,
若用1nc对t作图应为一直线。
这是一级反应的另一特点。
由直线的斜线可求速率常数
。
蔗糖水解反应生成葡萄糖和果糖:
C12H22O11+H2O====C6H12O6(葡萄糖)+C6H12O6(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。
此反应的反应速率与蔗糖的浓度、水的浓度以及催化剂H+的浓度有关。
但反应过程中,由于水是大量的,可认为水的浓度基本是恒定的,且H+是催化剂,其浓度也保持不变,故反应速率只与蔗糖的浓度有关,所以蔗糖水解反应可看作是一级反应。
蔗糖及水解产物均为旋光性物质,但他们的旋光能力不同,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,测量旋光度所用的仪器称为旋光仪。
溶液旋光度与溶液中所含旋光物质的种类、浓度、溶剂性质、液层厚度、光源的波长及温度等均有关系。
在其它条件均固定时,旋光度与反应物浓度有直线关系,即:
式中K为比例常数。
其值与物质的旋光能力、溶剂性质、溶液厚度、光源的波长、温度等有关。
在蔗糖水解反应中,反应物蔗糖是右旋性物质,比旋光度为
=66.6°,生成物中葡萄糖也是右旋性物质,比旋光度为
=52.5°,而果糖则是左旋性物质,
。
随着反应的进行,右旋角不断减小。
当反应进行到某一时刻,体系的旋光度经过零点,然后左旋角不断增加。
当蔗糖完全转化时,左旋角达到最大值
。
设蔗糖尚未转化时,体系最初的旋光度为
体系最终的旋光度为
(
式中K反,K生分别为反应物与生成物的比例常数,c0为反应物的最初浓度、也是生成物的最后浓度,当时间为t时,蔗糖的浓度为c,旋光度为
。
若用
对t作图应为一直线,由直线斜率可求速率常数
。
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