蔗糖水解速率常数的测定(旋光法)

1、蔗糖水解速率常数的测定（旋光法）一、实验目的1测定蔗糖转化反应的速率常数；2了解该反应的反应物浓度与旋光度之间的关系；3了解旋光仪的基本原理,掌握旋光仪的正确使用方法。二、实验原理蔗糖在水中水解成葡萄糖的反应为：C12H22O11+H2OC6H12O6(葡萄糖)+C6H12O6（果糖）为使水解反应加速，反应常数以H3O+为催化剂，故在酸性介质中进行水解反应中。在水大量存在的条件下，反应达终点时，虽有部分水分子参加反应，但与溶质浓度相比认为它的浓度没有改变，故此反应可视为一级反应，其动力学方程式为： lnC=-kt+lnC0式中：C为反应开始时蔗糖的浓度；C0为t时间时的蔗糖的浓度。当C=0.5

2、C0时，t可用t1/2表示，即为反应的半衰期。 t1/2=Ln2/k上式说明一级反应的半衰期只决定于反应速率常数k，而与起始无关，这是一级反应的一个特点。蔗糖及其水解产物均为旋光物质，当反应进行时，如测定体系的旋光度的改变就可以量度反应的进程。而溶液的旋光度与溶液中所含旋光物质的种类、浓度、液层厚度、光源波长及反应温度等因素有关。为了比较各种物质的旋光能力，引入比旋光度这一概念，并表示为： D=*100/(L*C)式中：t为实验时温度；D为实验温度为20，所用钠灯光源D线，波长589nm，为旋光度；L为液层厚度（dm）；C为浓度（g*100mL-1），当其他条件不变时，即：A=KCK、在一定条

3、件下是一常数。蔗糖=66.5,葡萄糖=52.0 果糖=-91.9，式中整个反应过程中，旋光度由右旋向左旋变化（旋光度与浓度成正比，且溶液的旋光度为各组成旋光度之和加和性），且当温度及测定条件一定时，其旋光度与反应物浓度根据 = 4 * GB3 式有下列关系：反应时间为0时 0=反C0反应时间为t时 t=反C+生（C0-C）反应时间为 时 =生C0式中0、t、为反应时间为0、t、 时的溶液的旋光度。联立以上三式：Ln(t-)=-kt+Ln(0-)由上式可以看出，以 Ln(t-) 对t 作图可得一直线，由直线斜率即可求得反应速度常数k ，由截距可得到0值。三、实验仪器与药品 数字式自动旋光仪、超级

4、恒温水浴、移液管（50ml 、2支）、锥形瓶（2个）、3mol/L盐酸、温度计、蔗糖（AR）、高纯水四、实验步骤（1）准备工作：1用台秤粗称蔗糖10g，放入锥形瓶中，准确移入水50ml并量取水溶液的温度备用。2旋光仪零点调节：在旋光管中注入纯水，放入旋光仪暗箱中，开启旋光仪电源预热5分钟，再开启直流电源开关，待钠光灯稳定后，开启测量开关，光屏应显示值为00.000,若示值不为00.000，可按清零键使其归零。（2） 测量工作：1.t的测量：在上述配置的糖水中准确加入50mL 3MHCl溶液，迅速混匀并注入旋光管中，在旋光仪中测量t值，测量中每3分钟读取一次Xt值，共读12次（切记测量中不可动清

5、零键）。2. 的测定：将步骤（二）1、中所余的反应液在50下水浴中恒温加热30min之后降至室温，测其旋光度即为X(注意：反应液的加热可与二1步骤同时进行)。五、数据处理（一）实验记录1. t的测定：t/min0369121518t11.86011.58011.09510.68510.2909.8009.390t/min212427303336t8.8908.4057.9907.4906.6906.3902. 的测量：3.8903.9103.900（二）实验数据处理（3.8903.9103.900）33.900；则根据实验原理方程可的如下数据表格:t/min036912t11.86011.58

6、011.09510.68510.290t-15.76015.48014.99514.58514.19lnt-2.7572.7402.7082.6802.653t/min1518212427t9.8009.3908.8908.4057.990t13.70013.29012.79012.30511.890lnt-2.6172.5872.5492.5102.476t/min303336t7.4906.9906.390t-11.39010.89010.290lnt-2.4332.3882.331以时间t/min对lnt - 作图的如下曲线：由图可知K=0.0117,a0=12.250六、实验注意事项 （1） 在测定时，通过加热使反应速度加快转化完全。但加热温度不要超过60。 （2） 由于酸对仪器有腐蚀，操作时应特别注意，避免酸液滴漏到仪器上。实验结束后必须将旋光管洗净。 （3）旋光仪中的钠光灯不宜长时间开启，测量间隔较长时应熄灭，以免损坏。七、思考题1.实验中，为什么用蒸馏水来校正旋光仪的零点?在蔗糖转化反应过程中，所测的旋光度是否需要零点校正?为什么? 答：蔗糖溶液以蒸馏水作溶剂，故用纯蒸馏水作零点校正。蔗糖转化反应过程中，无须再作零点校正，因都以蒸馏水作校正，只需校正一次。2.配置溶液时不够准确，对测量结果是否有影响？答：有，当HCl溶液浓度过大时