文档介绍：均相酸催化蔗糖水解反应
指导老师：孙艳辉
一、实验目的
1、根据物质的光学性质研究蔗糖水解反应，测量其反应速率常数。
2、了解旋光仪的基本原理，掌握使用方法。
3、研究不同种类酸催化对蔗糖水解反应反应速率常数的影响，验证布朗斯特催化活性表明，催化剂的催化作用取决于其本性，而与用量无关。
三、仪器药品
旋光仪 1 台; 停表 1 块锥形瓶(100 ml) 2 个; 移液管(20 ml) 2 支
蔗糖(分析纯)；HCl溶液(2M)； HCl溶液(4M)；磷酸(4M)；硫酸(2M)；
四、实验操作步骤
测定不同浓度盐酸(2M和4M)催化蔗糖水解的速率常数，计算盐酸的比催化活性。
在室温下进行实验。
旋光仪零点校正：开启旋光仪,将光源开关拔至交流(AC)，钠灯亮，经20分钟预热后使之发光稳。按测量开关,仪器进入待测状态。将装有蒸馏水的旋光管放入样品测量室,盖好箱盖,待显示读数稳定后,按清零钮完成校零。
2MHCl催化蔗糖水解过程中a的测定:用移液管取30mL蔗糖溶液置于lOOmL t
带塞三角瓶中，然后再移取30mL6mol/LHCl溶液于另lOOmL带赛三角瓶中。将HCl溶液迅速倒入蔗糖溶液中，来回倒三次，使之充分混合。并在加HCl 时同时启动秒表以记录反应时间, 立即用少量反应液荡洗旋光管两次,然后将反应液装满旋光管,旋上端盖,外部用滤纸擦干后放进旋光仪内,盖好箱盖,先记下时间，再读取旋光度值。每隔一定时间，读取一次旋光度，开始时，可每3分钟读一次，30min后，每5min读一次。
a的测定：将步骤(3)剩余的混合溶液置于近60°C的水浴中，恒温30min
co 以加速反应，然后冷却至实验温度，按上述操作，测定其旋光度，此值即
可认为是a。
o
3MHC1催化蔗糖水解过程中a的测定：将步骤(3)的2MHC1换成4MHC1,
t
重复步骤(3)、(4)。
测定不同种类酸对催化速率常数的影响，包括HAC (4 M)、磷酸(4 M)、硫酸(4M)、验证布朗斯特德定律： lg k = lgG +algK。
a a a
不同种类酸催化蔗糖水解过程的测定：将2MHCl分别换成4 M磷酸、2M硫酸按照步骤(3)测定水解过程中a，然后再按照步骤(4)测定a。
to
五、数据记录与处理
1、2mol/L HCl催化蔗糖水解数据记录与处理：
( 1)蔗糖溶液完全水解旋光度 a = -
o
(2) 2mol/L HCl催化蔗糖水解数据记录：
表一温度：室温盐酸浓度：2mol/L
反应时间/min
a
t
a - a
t o
ln(a -a )
t o
3

6

9

12

15

18

21

24

27

30

33

36

39

42

45

48
-

51
-

54
-

57
-

-
60
-

-
63
-

-
66
-

-
69
-

-
71
-

-
⑶以ln(a -a )对七作图如图1：
t 8
2M, HCI
Y =^- X
10 20 -10
50 60
ti'rriin
图1 2mol/L HCl催化蔗糖水解
由图 1 得 ln(a -a )t 所做图的直线为 ln(a -a )=-
t 8 t 8
R2=