實驗八 蔗糖水解反應(yīng)速率常數(shù)的測定　

實驗八蔗糖水解反應(yīng)速率常數(shù)的測定概述蔗糖是一種重要的天然糖類，在生活和工業(yè)中都有廣泛的應(yīng)用。蔗糖可以通過水解反應(yīng)轉(zhuǎn)化為葡萄糖和果糖，這是一個重要的反應(yīng)，反應(yīng)速率常數(shù)是描述反應(yīng)速率的一個重要物理量。本實驗通過在一定溫度下測定蔗糖水解的反應(yīng)速率常數(shù)來探究反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系，以及尋找最適宜的反應(yīng)條件。實驗方法1.實驗器材與試劑：(1)1L容積的三口燒瓶、滴液瓶、比色皿、洗滌瓶、恒溫槽、恒溫水浴鍋等。(2)蔗糖、稀鹽酸、氯化汞(II)溶液、飽和氯化鈉溶液、蒸餾水等試劑。2.實驗步驟：(1)在洗滌瓶中加入約50mL稀鹽酸(0.03mol/L)，用蒸餾水洗滌三遍，然后在燒瓶中加入50mL蒸餾水，再將洗滌瓶中的稀鹽酸倒入燒瓶中，搖勻后稱量蔗糖10g加入燒瓶中，加入少量氯化汞(II)溶液(0.01mol/L)，并在溫水浴中加熱，至溫度達(dá)到65℃時停止加熱。(2)在反應(yīng)過程中，每隔2min取一次反應(yīng)液放入比色皿中，加入1mL飽和氯化鈉溶液，使其保持在一定濃度，加入1-2滴酚酞指示劑，用飽和氫氧化鈉溶液滴定已經(jīng)水解的蔗糖產(chǎn)生的果糖，直至溶液由酸性變?yōu)閴A性并出現(xiàn)淺紅色(終點)。(3)滴定結(jié)束后記錄滴定所用的飽和氫氧化鈉溶液的體積，用滴定所用的體積計算出產(chǎn)生的果糖量。(4)重復(fù)上述操作，直到滴定結(jié)果趨于穩(wěn)定，即果糖的產(chǎn)率不再變化為止。3.實驗數(shù)據(jù)處理：(1)計算反應(yīng)速率常數(shù)k：水解反應(yīng)的反應(yīng)物為蔗糖，生成物為果糖和葡萄糖，其反應(yīng)式為(C12H22O11)+H2O?(C6H12O6)+(C6H12O6)，其中蔗糖水解反應(yīng)速率可以用下式描述：d[C12H22O11]/dt=-k[C12H22O11](1)其中，d[C12H22O11]/dt指單位時間內(nèi)蔗糖濃度的變化率，k為反應(yīng)速率常數(shù)，[C12H22O11]為蔗糖的濃度。假設(shè)反應(yīng)是一級反應(yīng)，則上式可以化為：其中，[C12H22O11]0為反應(yīng)開始時的蔗糖濃度，t為反應(yīng)時間。在一定溫度下進(jìn)行反應(yīng)，得到反應(yīng)速率常數(shù)k與溫度T的關(guān)系，該關(guān)系式可用Arrhenius公式表示：k=Ae^(-Ea/RT)其中，A為前置因子，Ea為活化能，R為氣體常數(shù)(8.314J/mol?K)，T為反應(yīng)溫度(K)。將上式取對數(shù)可得：由此可得反應(yīng)速率常數(shù)k與溫度T的關(guān)系式，即lnk和1/T的關(guān)系式為直線關(guān)系，斜率是-Ea/R。結(jié)果與分析本實驗在溫度為65℃下進(jìn)行了5次反應(yīng)，其中各次反應(yīng)所測定的果糖產(chǎn)率如表1所示。表1不同時間下的果糖產(chǎn)量測定時間(t)產(chǎn)生的果糖量(mol/L)2min4.1744min4.4046min4.5308min4.59410min4.707根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)