─Rate Constant for the Conversion of Sucrose by a Polarimetric Method

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1 ─Rate Constant for the Conversion of Sucrose by a Polarimetric Method
旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数 ─Rate Constant for the Conversion of Sucrose by a Polarimetric Method

2 目的要求 一、了解旋光仪的基本原理，掌握旋光仪的正确使用方法； 二、了解反应物浓度与旋光度之间的关系；
三、测定蔗糖转化反应的速率常数和半衰期。 我们来看一下另一反应物的利用现状 CO2 是碳化合物氧化的最终产物，仅大气中的CO2含量就达100万亿吨，工业上还在不断向大气排放CO2，并以每年4 %的速度递增。大气中过高的CO2浓度对气候及生态环境有极大的负效应。 1997年在日本京都召开《联合国气候变化框架公约》缔约国第三次会议上通过了《京都议定书》。规定，主要的工业发达国家要在 年间将温室气体排放量在1995年排放水平的基础上消减5.2 %

3 基本原理 H+ 该反应是一个二级反应，由于反应时时大量存在的，而且H+浓度保持不变，因此蔗糖反应可看作为一级反应。
二氧化碳重整甲烷制合成气是甲烷转化的主要途径之一，从其它途径来看，首先水蒸汽重整甲烷制合成气。其产物中H2/CO 比值高(≥3)，主要是为合成氨和加氢反应等工业过程提供重要的原料H2。该反应是强吸热反应，需要消耗大量能源，而且高温对反应器的工艺要求比较高，设备投资巨大。同时，伴随着水煤气转化副反应的发生。氧气重整甲烷反应即甲烷部分氧化反应，其优点为产物中H2/CO比约为2：1，适合于甲醇生产以及F-T合成；可在高空速下进行，造气规模小，设备成本低；本身为放热反应，依靠反应本身释放的热量足以维持反应的进行。其存在的不足有积碳问题以及对反应机理缺乏明确认识，而且甲烷和氧气发生强放热反应，存在爆炸的危险。二氧化碳重整甲烷制得的合成气中H2/CO比较低，适合于F-T合成及羰基合成含氧衍生物；该反应为强吸热反应，需要大量的能源，高温对反应装置的要求比较高，但也可以应用该反应储存能量并作为能量的一种传输方式；二氧化碳和甲烷都是温室效应气体，如果将它们转化为有用的合成气，变废为宝，对于减少温室效应对地球环境的冲击具有非常重要的现实意义

4 旋光度 蔗糖及其转化产物都具有旋光性，物质的旋光能力用比选光度来度量， 比旋光度定义：

5 旋光仪 光线经过起偏镜，再经过盛有旋光性物质的旋光管，通过旋转检偏镜才能 让光线再次通过，转过的角度就是。
所用的氢型BEA沸石是由Na-BEA沸石与NH4NO3离子交换得到NH4型BEA沸石，过滤，烘干，焙烧得到H-BEA沸石。SBA-15合成将P123，和TEOS溶于2mol/L的盐酸中，95 度48小时晶化。过滤，烘干，焙烧制得。 光线经过起偏镜，再经过盛有旋光性物质的旋光管，通过旋转检偏镜才能 让光线再次通过，转过的角度就是。

6 反应动力学 体系最初的旋光度： 体系最终的旋光度： 时间为t时，旋光度： 动力学方程：

7 实验步骤 旋光仪的零点校正 反应过程的旋光度测定 用蒸馏水校正旋光仪的零点，样品管装满蒸馏水，
管内不应有气泡。测量时旋转检偏镜至能观察到三分视野 暗度相等为止，记下起偏镜旋光度。 反应过程的旋光度测定 将恒温水浴和恒温箱都调节到反应所需的温度，蔗糖、 盐酸恒温一段时间，盐酸加入到蔗糖中，开始反应计时，并测 定反应过程中的旋光度。 将反应液放入50-60oC水浴中反应，冷至实验温度下测试 旋光度，即得 。 NMR样品管

8 数据处理 绘制不同温度下 与对应时间t的关系。 绘制 与t关系，由直线斜率求反应速率常数k ，并计算半衰期t1/2。
由不同温度下速率常数，根据Arrhenius公式计算反应的平均活化能。