蔗糖水解反应速率常数的测定

1、蔗糖水解反应速率常数测定一、 实验目的1. 了解蔗糖水解反应体系中各物质浓度与旋光度之间的关系；2. 测定蔗糖水解反应的速率常数和半衰期；3. 了解旋光仪器仪的基本原理，并掌握其正确的操作技术。二、 实验原理一级反应的速率方程可由下式表示：-积分可得： lnc=kt + lnc0式中c0为反应物的初始浓度，c为t时刻反应物的浓度，k为反应速率常数。一级反应的半衰期为： t1/2=从上式可以看出，一级反应的半衰期与起始浓度无关。这是一级反应的一个特点。若用lnc对t作图应为一直线。这是一级反应的另一个特点，由直线的斜率可求速率常数k。然蔗糖在水中转化成葡萄糖与果糖，其反应为：C12H22O11(

2、蔗糖) + H2OC6H12O6(葡萄糖) + C6H12O6 (果糖) 为使水解反应加速，常以酸为催化剂，故反应在酸性介质中进行。此反应的反应速率与蔗糖的浓度、水的浓度以及催化剂H+的浓度有关。但反应过程中，由于水是大量的，可认为水的浓度基本是恒定的，且H+是催化剂，其浓度也保持不变，故反应速率只与蔗糖的浓度有关，所以蔗糖水解反应可看作是一级反应。蔗糖及水解产物均为旋光性物质，但他们的旋光能力不同，故可以利用体系在反应过程中旋光度的变化来度量反应进程，测量旋光度所用的仪器称为旋光仪。溶液旋光度与溶液中所含旋光物质的种类、浓度、溶剂的性质、液层厚度、光源的波长及温度等均有关系。在蔗糖水解反应中

3、，反应物蔗糖是右旋性物质，比旋光度为20D=66.6，生成物中葡萄糖也是右旋性物质，比旋光度为20D=52.5，而果糖则是左旋性物质，20D=-91.9。随着反应的进行，右旋角不断减小。当反应进行到某一时刻，体系的旋光度经过零点，然后左旋角不断增加。当蔗糖完全转化时，左旋角达到最大值。设蔗糖尚未转化时，体系最初的旋光度为0=K反c0 最终系统的旋光度为 =K生c0 当时间为t时，蔗糖浓度为c，此时旋光度为tt= K反c+ K生(c0c) 联立、式可得：c0=K（0） c= K（t）将、两式代入速率方程即得：ln(t)=-kt+ln（0）我们以ln(t)对t作图可得一直线，从直线的斜率可求得反应

4、速率常数k，也可求反应的半衰期。三、 实验仪器、试剂仪器：旋光仪、恒温水槽一套、停表、50mL移液管、150mL锥形瓶、烧杯、天平、洗耳球，玻璃棒药品：蔗糖(AR) 、盐酸(3mol /L，AR) 四、 实验步骤一、旋光仪的校正1了解和熟悉旋光仪的构造和使用方法。2开启水浴恒温槽的电源开关，并将水浴恒温槽的温度控制在603. 旋光仪零点的校正蒸馏水为非旋光性物质，可用来校正仪器的零点。将旋光管的一端盖子旋紧，由其另一端加入蒸馏水，然后旋紧套盖，但不要过紧，以不漏水为准。如果管中有气泡，可将气泡导入旋光管粗肚部分。用滤纸将旋光管外部擦干，旋光管两端的玻璃片可用擦镜纸擦净。打开光源，把旋光管放入旋

5、光仪内，调整目镜焦距使视野清楚。然后旋转检偏镜至视野中所观察到明暗相等的三分视野为止。记下检偏镜的旋转角，重复数次，取其平均值。此值即为仪器的零点。二、测定1.配制蔗糖溶液：用天平称取10g蔗糖放入烧杯内，加少量蒸馏水溶解后转移到50ml容量瓶中，稀释至刻度。2.旋光度的测定：将50ml配制好的蔗糖溶液，置于干净的锥形瓶中，再用50ml移液管吸取3molL-1HCL注入蔗糖溶液中。当HCL溶液流出一半时，开始计时（作为反应开始的时间）。HCL全加入后混合均匀，迅速用少量的混合液洗涤旋光管两次，然后将反应液加入旋光管内，测定t，5min、10min、15min、20min、25min、35min、45min、55min、65min、75min、85min，依次各测一次旋光度。 3. 的测定：将剩余的反应混合物放入60恒温水浴中，加热30min，使反应充分后，冷却