利用旋光法测定蔗糖转化反应郑州大学化学系级詹ppt课件

1、;蔗糖在水中转化成葡萄糖与果糖蔗糖在水中转化成葡萄糖与果糖,其反响为其反响为 C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6 蔗糖蔗糖 葡萄糖葡萄糖 果果糖糖 它是一个二级反响它是一个二级反响,在纯水中此反响的速率极慢在纯水中此反响的速率极慢,通常需求在通常需求在H+离子催化作用下进展离子催化作用下进展.由于反响时由于反响时水是大量存在的水是大量存在的,虽然有部分水分子参与了反响虽然有部分水分子参与了反响,仍可近似地以为整个反响过程中水的浓度是恒仍可近似地以为整个反响过程中水的浓度是恒定的定的,而且而且H+是催化剂是催化剂,其浓度也坚持不变其浓度也坚持不变.因此因此蔗糖转化

2、反响可看作为一级反响。蔗糖转化反响可看作为一级反响。 ;ddCkCt0lnlntCCk t1/ 2ln 20.6931tkk当当 C=0.5Co时时,可用可用t1/2表示，即半衰期为表示，即半衰期为21从从2式不难看出，在不同时间测定反响物式不难看出，在不同时间测定反响物的相应浓度，并以的相应浓度，并以ln对对t作图，可得不断线，由作图，可得不断线，由直线斜率即可得反响速率常数直线斜率即可得反响速率常数k，然而反响，然而反响是在不断进展的，要快速分析出反响物的浓度是在不断进展的，要快速分析出反响物的浓度的困难的的困难的.但蔗糖及其转化物，都具有旋光性，但蔗糖及其转化物，都具有旋光性，而且它们的

3、旋光才干不同，故可以利用体系在而且它们的旋光才干不同，故可以利用体系在反响进程中旋光度的变化来度量反响的进程。反响进程中旋光度的变化来度量反响的进程。 3一级反响的速率方程可由下式表示一级反响的速率方程可由下式表示 c为时间为时间t时的反响物浓度，时的反响物浓度， k为反响速率常数为反响速率常数.积分可得积分可得;丈量物质旋光度的仪器称为旋光仪。溶液的旋光度与丈量物质旋光度的仪器称为旋光仪。溶液的旋光度与溶液中所含物质的旋光才干、溶液性质、溶液浓度、溶液中所含物质的旋光才干、溶液性质、溶液浓度、样品管长度及温度等均有关系。当其它条件固定时，样品管长度及温度等均有关系。当其它条件固定时，旋光度旋

4、光度与反响物浓度与反响物浓度C呈线形关系，既呈线形关系，既 = C 4式中比例常数式中比例常数与物质旋光才干、溶液性质、溶液浓度、与物质旋光才干、溶液性质、溶液浓度、样品管长度、温度等有关。样品管长度、温度等有关。 物质的旋光才干用比旋光度来度量物质的旋光才干用比旋光度来度量,比旋光度用下式表比旋光度用下式表示示: 20D =100 / l c 5式中式中D20右上角的右上角的“20表示实验时温度为表示实验时温度为20oC,D是是指用钠灯光源指用钠灯光源D线的波长即线的波长即589nm，为测得的旋为测得的旋光度光度 o ，l为样品管长度为样品管长度 dm ，c为浓度为浓度 g/100ml 。

5、;作为反响物的蔗糖是右旋性物质，其比旋光度作为反响物的蔗糖是右旋性物质，其比旋光度D20 =+ 66.6o;生成物中葡萄糖也是右旋性物质，其比旋光生成物中葡萄糖也是右旋性物质，其比旋光度度D20 = +52.5o，但果糖是左旋性物质，其比旋光，但果糖是左旋性物质，其比旋光度度D20 = -91.9o，由于生成物中果糖的左旋性比葡，由于生成物中果糖的左旋性比葡萄糖右旋性大萄糖右旋性大,所以生成物呈现左旋性质。因此随着所以生成物呈现左旋性质。因此随着反响进展反响进展,体系的右旋角不断减小体系的右旋角不断减小,反响至某一瞬间反响至某一瞬间,体体系的旋光度可恰好等于零系的旋光度可恰好等于零,而后就变成

6、左旋而后就变成左旋,直至蔗糖直至蔗糖完全转化完全转化,这时左旋角到达最大值这时左旋角到达最大值。 设体系最初的旋光度为设体系最初的旋光度为 0=反反C0 t=0,蔗糖尚未转化蔗糖尚未转化 6 体系最终的旋光度为体系最终的旋光度为 =生生C t=,蔗糖已完全转化蔗糖已完全转化 7 6 和和7 中中反和反和生分别为反响物与生成物的生分别为反响物与生成物的比例常数。比例常数。 ;当时间为当时间为t时时,蔗糖浓度为蔗糖浓度为c,此时旋光度为此时旋光度为t，即，即 t =反反C + 生生Co C 8 由由 6 、 7 和和 8 联立可解得联立可解得 C0=o-/ 反反-生生 = o - 9 C=t-/

7、反反-生生 = t- 10 将将9 和和 10 代入代入2式即得式即得 lnt-=-Kt+lno- 11 显然显然,以以ln0-对对t作图可得不断线作图可得不断线,从直线斜率既从直线斜率既可求得反响速率常数可求得反响速率常数k。 ; 仪器仪器 试剂试剂 自动数字旋光仪自动数字旋光仪 恒温箱恒温箱 恒温槽恒温槽 容量瓶容量瓶50ml 锥形瓶锥形瓶150m 葡萄糖分析纯葡萄糖分析纯 移液管移液管25ml,50ml0 蔗糖分析纯蔗糖分析纯 HCL溶液溶液4.00mol.dm-3 蔗糖酶液自制蔗糖酶液自制 ;自动数字旋光仪自动数字旋光仪;了解自动旋光仪的构造，任务原理和运用方法。了解自动旋光仪的构造，

8、任务原理和运用方法。 清洗旋光管，校零。清洗旋光管，校零。配制配制1.8 moldm-3的盐酸溶液。配制蔗糖溶液的盐酸溶液。配制蔗糖溶液10g/50mL, 25预热预热10min。混合溶液并开场计时。淌洗旋光试管，装样、混合溶液并开场计时。淌洗旋光试管，装样、擦净试管外壁并放入旋光仪中。从开场记时算擦净试管外壁并放入旋光仪中。从开场记时算起，反响到大约第起，反响到大约第3分钟时读取第一个数据，然分钟时读取第一个数据，然后分别在第后分别在第5、7、9、12、14、16、18和和20分钟分钟时各记录一个时各记录一个值，以后每隔值，以后每隔5分钟记录一次，分钟记录一次，不断记录到旋光度出现第一个负值

9、为止。不断记录到旋光度出现第一个负值为止。;将测定将测定 时剩余的溶液倒入干净的大试管里，时剩余的溶液倒入干净的大试管里，并置于并置于60恒温水浴中恒温水浴中30分钟，然后冷却到室分钟，然后冷却到室温再装管测定三次旋光度取平均值即温再装管测定三次旋光度取平均值即。 实验终了后，将实验终了后，将“光源开关置于交流档，封光源开关置于交流档，封锁电源。小心地清洗仪器，尤其是旋光管要清锁电源。小心地清洗仪器，尤其是旋光管要清洗干净，至无酸性为止，以防止腐蚀旋光管两洗干净，至无酸性为止，以防止腐蚀旋光管两端的金属部件，且留意不要丧失旋光管两端的端的金属部件，且留意不要丧失旋光管两端的玻片和密封圈。玻片和密封圈。 ;将室温下的将室温下的t、时间、时间t、温度、温度T的