实验六 蔗糖水解-课件（ppt·精·选）.ppt

实验十六: 旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数
P94-98
一、目的要求
。
。
,掌握旋光仪正确使用方法。
二、基本原理
蔗糖在水中转化成葡萄糖和果糖,其反应为:
它是一个二级反应,其速率很慢,通常需要H+离子作用下进行。由于它在反应时,水大量存在,尽管有部分水参加了反应,仍可近似地认为整个反应过程中水的浓度是恒定的;而且H+是催化剂,其浓度也保持不变。因此蔗糖转化反应可看作一级反应。
一级反应的速率方程可由下式表示
积分可得:
lnc = -kt + lnc0 (2)
当C=1/2C0时,时间t可用t1/2表示,即为半衰期:
从(2)式,不难看出,在不同时间测定反应物的浓度,并以1nC对t作图,可得一直线,由直线斜率即可求得反应速率常数k。然而反应是不断进行的,要快速分析出反应物的浓度的困难的。但蔗糖及其转化产物具有旋光性,而且它们的旋光能力不同,故可以利用系统在反应进程中旋光度的变化来度量反应的进程。
测量物质旋光度所用的仪器称为旋光仪。溶液的旋光度与溶液中可含旋光物质的旋光能力、溶剂性质,样品管长度及温度等均有关系。当其它条件均固定时,旋光度与反应物浓度c呈线性关系,即
式中比例常数β与物质旋光能力、样品管长度、温度等有关。
物质的旋光能力用比旋光度来度量、比旋光度用下式表示:
果糖的左旋性比葡萄右旋性大,所以生成物呈现在左旋性质。因此随着反应的进行,系统的右旋角不断减小,反应至某一瞬间,系统的旋光度可恰好等于零,而后就变成左旋,直至蔗糖完全转化,这时左旋角达到最大值α∞
设系统最初的旋光度为:
(t=0,蔗糖尚未转化) (6)
系统最终的旋光度为:
当时间为t时,蔗糖浓度为C,此时旋光度为α,即
将(9)、(10)代入(2)式lnc = -kt + lnc0即得
由(6)、(7)和(8)联立可解得:
三、实验仪器设备
旋光仪预热,用AC使钠光灯起辉,换DC测定,用空气调零。
称12g蔗糖,加60ml水溶解,用25ml移液管取两份蔗糖溶液于大号试管,加塞,分别置30oC和35oC恒温槽里恒温,再取4mol/L HCl各25ml于试管,也分置30oC和35oC恒温10分钟。
用10cm样品管装快速混合得同温糖和酸溶液,立即测α0,30oC,35oC交替5分/次→9次,记αt,二余液混合于55oC恒温,1h后测α∞。
四、实验步骤
五、数据处理
以对t作图,证明是否一级反应,并由直线斜率求出反应速度常数K。
由上述直线外推至t = 0,求得,再代入式(11)中计算K值。
求出反应的半衰期。
求平均活化能