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蔗糖水解實(shí)驗報告
隨著(zhù)社會(huì )一步步向前發(fā)展，報告有著(zhù)舉足輕重的地位，其在寫(xiě)作上具有一定的竅門(mén)。我敢肯定，大部分人都對寫(xiě)報告很是頭疼的，以下是小編為大家整理的蔗糖水解實(shí)驗報告，僅供參考，大家一起來(lái)看看吧。
蔗糖水解實(shí)驗報告1
一、實(shí)驗目的
1、根據物質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)研究蔗糖水解反應，測量其反應速率常數。
2、了解旋光儀的基本原理，掌握使用方法。
3、研究不同種類(lèi)酸催化對蔗糖水解反應反應速率常數的影響，驗證布朗斯特德定律。
4、研究不同濃度酸對蔗糖水解反應反應速率常數的影響，了解催化劑的比活性概念。
二、實(shí)驗原理
1、蔗糖的水解反應和利用旋光法測水解速率常數的原理
蔗糖在水中轉化為葡萄糖和果糖：
C12H22O11 + H2O —→ C6H12O6 + C6H12O6 （蔗糖） （葡萄糖）（果糖）
其中，20℃時(shí)，蔗糖的比旋光度〔α〕＝66.6°；葡萄糖比旋光度〔α〕＝52.5°；果糖的比旋光度〔α〕＝－91.9°蔗糖水解反應，開(kāi)始體系是右旋的角度大，隨反應進(jìn)行，旋光角度減少，變成左旋。
蔗糖水解反應是一個(gè)二級反應，在純水中此反應的速率極慢，通常在H+催化作用下進(jìn)行，由于反應時(shí)水是大量存在的，盡管有部分水分子參加了反應，仍可近似地認為整個(gè)反應過(guò)程中水的濃度是恒定的，而且H+是催化劑，其濃度也保持不變。因此，蔗糖轉化反應可作為一級反應。
如果以c表示到達t時(shí)刻的反應物濃度，k表示反應速率常數，則一級反應的速率方程為：
- dc / dt = kt
對此式積分可得：
ln c = - kt + ln c 0
式中c為反應過(guò)程中的濃度，c 0為反應開(kāi)始時(shí)的濃度。
當c = c 0 / 2時(shí)，時(shí)間為t 1/2，稱(chēng)為半衰期。
代入上式，得：
t 1/2 = ln 2 / k = 0.693 / k
測定反應過(guò)程中的反應物濃度，以ln c對t作圖，就可以求出反應的速率常數k。
但直接測量反應物濃度比較困難。在這個(gè)反應中，利用體系在反應進(jìn)程中的旋光度不同，來(lái)度量反應的進(jìn)程。
用旋光儀測出的旋光度值，與溶液中旋光物質(zhì)的旋光能力、溶劑的性質(zhì)、溶液的濃度、溫度等因素有關(guān)，固定其它條件，可認為旋光度α與反應物濃度c成線(xiàn)性關(guān)系。物質(zhì)的旋光能力用比旋光度來(lái)度量：
蔗糖的'比旋光度[α]D20=66.6°，葡萄糖的比旋光度[α]D20=52.5°，果糖是左旋性物質(zhì)，它的比旋光度為[α]D20=-91.9°。因此，在反應過(guò)程中，溶液的旋光度先是右旋的，隨著(zhù)反應的進(jìn)行右旋角度不斷減小，過(guò)零后再變成左旋，直至蔗糖完全轉化，左旋角度達到最大。
當t=0時(shí)，蔗糖尚未開(kāi)始轉化，溶液的旋光度為：
α0 = β反應物c0 ...... 1
當蔗糖已完全轉化時(shí)，體系的旋光度為：
α∞ = β生成物c0 ...... 2
此處，β為旋光度與反應物濃度關(guān)系中的比例系數。
時(shí)間t時(shí)，蔗糖濃度為c，旋光度應為：
αt = β反應物c + β生成物(c0 - c) ...... 3
由
1、2式：
由
2、3式：
代入 ln c = - kt + ln c 0式，可得：
ln (αt - α∞) = - kt + ln (α0 - α∞)
根據實(shí)驗測得的反應過(guò)程中的旋光度值計算ln (αt - α∞)，再對時(shí)間作圖，可得一條直線(xiàn)，根據直線(xiàn)斜率可求得反應速率常數。
2、均相酸催化布朗斯特德定律
在酸催化反應中包含了催化劑分子把質(zhì)子轉移給反應物，因此催化劑的效率常與酸催化劑的酸強度有關(guān)。
在酸催化時(shí)，酸失去質(zhì)子的趨勢可用它的解離常數K來(lái)衡量：
HA + H2O = H3O+ + A-
酸催化反應速率常數ka應與酸的解離常數Ka成比例，實(shí)驗表明，兩者有如下的關(guān)系：
ka =GaKaα
或 lg ka = lgGa +αlgKa
式中Ga，α均為常數，它決定于反應的種類(lèi)和反應條件。
對于堿催化的反應，堿的催化作用速率常數kb同樣與它的解離常數Kb有如下的關(guān)系：
kb =GbKbβ
式中Gb，β均為常數，它決定于反應的種類(lèi)和反應條件。
3、催化劑的比活性
催化活性是指催化劑催化物質(zhì)發(fā)生反應的能力，是催化劑的重要性質(zhì)之一。物質(zhì)的催化活性是針對給定的化學(xué)反應而言的。通常，催化劑并不按照化學(xué)方程式計量關(guān)系進(jìn)行作用，其用量可以是任意的。在相同條件下，反應速率與催化劑用量成正比，在均相催化中可以用生成中間化合物來(lái)解釋。
為了描述不同物質(zhì)催化活性的差異，工業(yè)生產(chǎn)上常以每單位容積(或質(zhì)量)催化劑在單位時(shí)間內轉化原料反應物的數量來(lái)表示，如每立方米催化劑在每小時(shí)內能使原料轉化的千克數。
對于液相催化反應，通常用速率常數與催化劑濃度之比來(lái)表示比催化劑活性。
比催化活性表明，催化劑的催化作用取決于其本性，而與用量無(wú)關(guān)。
三、儀器藥品
旋光儀 1臺; 停表 1塊
錐形瓶（100 ml） 2個(gè); 移液管（20 ml） 2支
蔗糖（分析純）；HCl溶液（2M）；HCl溶液（4M）；磷酸（4 M）；硫酸（2M）；
四、實(shí)驗操作步驟
1．測定不同濃度鹽酸(2M和4M)催化蔗糖水解的速率常數，計算鹽酸的比催化活性。
�。�1）在室溫下進(jìn)行實(shí)驗。
�。�2）旋光儀零點(diǎn)校正：開(kāi)啟旋光儀,將光源開(kāi)關(guān)拔至交流(AC),鈉燈亮,經(jīng)20分鐘預熱后使之發(fā)光穩。
按測量開(kāi)關(guān),儀器進(jìn)入待測狀態(tài)。將裝有蒸餾水的旋光管放入樣品測量室,蓋好箱蓋,待顯示讀數穩定后,按清零鈕完成校零。
�。�3）2MHCl催化蔗糖水解過(guò)程中at的測定：用移液管取30mL蔗糖溶液置于100mL帶塞三角瓶中，然后再移取30mL6mol/LHCl溶液于另100mL帶賽三角瓶中。將HCl溶液迅速倒入蔗糖溶液中，來(lái)回倒三次，使之充分混合。并在加HCl時(shí)同時(shí)啟動(dòng)秒表以記錄反應時(shí)間,立即用少量反應液蕩洗旋光管兩次,然后將反應液裝滿(mǎn)旋光管,旋上端蓋,外部用濾紙擦干后放進(jìn)旋光儀內,蓋好箱蓋,先記下時(shí)間，再讀取旋光度值。每隔一定時(shí)間，讀取一次旋光度，開(kāi)始時(shí)，可每3分鐘讀一次，30min后，每5min讀一次。
�。�4）a∞的測定：將步驟
�。�3）剩余的混合溶液置于近60℃的水浴中，恒溫30min以加速反應，然后冷卻至實(shí)驗溫度，按上述操作，測定其旋光度，此值即可認為是a∞。
�。�5）3MHCl催化蔗糖水解過(guò)程中at的測定：將步驟
�。�3）的2MHCl換成4MHCl，重復步驟
�。�3）、
�。�4）。
2．測定不同種類(lèi)酸對催化速率常數的影響，包括HAC（4 M）、磷酸（4 M）、硫酸（4M）、驗證布朗斯特德定律: lg ka = lgGa +αlgKa 。
�。�6）不同種類(lèi)酸催化蔗糖水解過(guò)程的測定：將2MHCl分別換成4 M磷酸、2M硫酸按照步驟
�。�3）測定水解過(guò)程中at，然后再按照步驟
�。�4）測定a∞。
五、數據記錄與處理
1、2mol/L HCl催化蔗糖水解數據記錄與處理：
�。�1）蔗糖溶液完全水解旋光度a∞= -1.302
�。�2）2mol/L HCl催化蔗糖水解數據記錄
2、4mol/L HCl催化蔗糖水解數據記錄與處理：
�。�1）蔗糖溶液完全水解旋光度a∞= -1.345
�。�2）4mol/L HCl催化蔗糖水解數據記錄
3、2mol/L H2SO4催化蔗糖水解數據記錄與處理
�。�1）蔗糖溶液完全水解旋光度a∞= -1.003。
蔗糖水解實(shí)驗報告2
一、實(shí)驗目的
1、用旋光法測定蔗糖在酸存在下的水解速率常數。
2、掌握旋光儀的原理與使用方法。
二、實(shí)驗原理
蔗糖水溶液在有氫離子存在時(shí)將發(fā)生水解反應：C12H22O11（蔗糖）+H2O→C6H12O6（葡萄糖）+ C6H12O6（果糖）蔗糖、葡萄糖、果糖都是旋光性物質(zhì)，它們的比旋光度為：[α蔗]D=66.650，[α葡]D=52.50，[α果]D=—91.90式中：表示在20℃用鈉黃光作光源測得的比旋光度。正值表示右旋，負值表示左旋。由于蔗糖的水解是能進(jìn)行到底的，并且果糖的左旋遠大于葡萄糖的右旋性，因此在反應進(jìn)程中，將逐漸從右旋變?yōu)樽笮�。當氫離子濃度一定，蔗糖溶液較稀時(shí)，蔗糖水解為假一級反應，其速率方程式可寫(xiě)成：
�。�1）式中：CA0——蔗糖初濃度；CA——反應t時(shí)刻蔗糖濃度。當某物理量與反應物和產(chǎn)物濃度成正比，則可導出用物理量代替濃度的速率方程。對本實(shí)驗而言，以旋光度代入（1）式，得一級反應速度方程式：（2）以ln（α—α∞）/對t作圖，直線(xiàn)斜率即為—k。
通常有兩種方法測定α∞ 。一是將反應液放置48小時(shí)以上，讓其反應完全后測；一是將反應液在50—60℃水浴中加熱半小時(shí)以上再冷到實(shí)驗溫度測。
前一種方法時(shí)間太長(cháng)，而后一種方法容易產(chǎn)生副反應，使溶液顏色變黃。本實(shí)驗采用Guggenheim法處理數據，可以不必測α∞ 。
把在t和t+△（△代表一定的時(shí)間間隔）測得的分別用αt和αt+△表示，則有（3）（4）（3）式—（4）式：取對數：（5）
從（5）式可看出，只要△保持不變，右端第一項為常數，從ln（αt—αt+△）對t作圖所得直線(xiàn)的斜率即可求得k�！骺蛇x為半衰期的2—3倍，或反應接近完成的時(shí)間之半。本實(shí)驗可取△=30min，每隔5min取一次讀數。
儀器與試劑旋光儀全套；25ml容量瓶1個(gè)；25ml移液管1支；100ml錐形瓶1個(gè)；50ml燒杯1個(gè)。
4molL—1HCl；蔗糖。
三、實(shí)驗步驟
1、先作儀器零點(diǎn)校正。將空的`或裝滿(mǎn)水的旋光管置于旋光儀暗匣內，開(kāi)亮光源，眼對目鏡，旋轉檢偏鏡，同時(shí)調整焦距，直至視野亮度均勻，觀(guān)察此時(shí)讀到的旋光度是否為零，（見(jiàn)零度視場(chǎng)）。如不是零，需調整到零。
2、在小燒杯中稱(chēng)取蔗糖約5g，用少量蒸餾水溶解，傾入25ml容量瓶中，稀釋至刻度，再傾入100ml錐形瓶中。又用25ml移液管吸取4molL—1鹽酸溶液放入錐形瓶中。及時(shí)記錄反應開(kāi)始時(shí)間，混合均勻，盡快用此溶液淌洗旋光管后立即裝滿(mǎn)旋光管，蓋上玻璃片，注意勿使管內存在氣泡，旋緊管帽后即放置在旋光儀中測出比旋光度。每隔5min測一次，經(jīng)1小時(shí)后停止實(shí)驗。
四、園盤(pán)旋光儀的使用
1、接通電源，約點(diǎn)燃10min，待完全發(fā)出鈉黃光后，才可觀(guān)察使用。
2、檢驗度盤(pán)零度位置是否正確。（見(jiàn)零度視場(chǎng)）
3、把待測溶液盛入試管時(shí)，應注意試管兩端螺旋不能旋得太緊（一般以隨手旋緊不漏水為止），以免護玻片產(chǎn)生應力而引起視場(chǎng)亮度發(fā)生變化，影響測定準確度，并將兩端殘液揩拭干凈。
4、打開(kāi)鏡蓋，把試管放入鏡筒中測定，并應把鏡蓋蓋上和試管有圓泡一端朝上，以便把氣泡存入，不致影響觀(guān)察和測定。
5、調節視度螺旋至視場(chǎng)中三分視界清晰時(shí)止。（a）或（b）
6、轉動(dòng)度盤(pán)手輪，至視場(chǎng)照度相一致（暗視場(chǎng)）時(shí)止。
7、從放大鏡中讀出度盤(pán)所旋轉的角度。
8、試管使用后，應及時(shí)用水或蒸餾水沖洗干凈，揩干藏好。
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