物化实验讲义

PAGEPAGE14实验一燃烧热的测定内容提要燃烧热是热化学中重要的基本数据，利用燃烧热的数据以及盖斯定律可以计算其他反应的热效应。本实验采用氧弹式量热计测定萘的燃烧热(即定容反应热),并通过计算求定压反应热。目的要求1、了解氧弹量热计的原理、构造和使用方法,学会用其测定固定试样的燃烧热。2、学习有关热化学实验的一般知识。实验关键1、用天平称量要准确,尽量做到既不引进杂质,又不丢失样品。2、充氧时注意旋紧氧弹盖，以免漏气而燃烧不完全。预备知识燃烧热是温度为T时由物质B与氧进行完全氧化所放出的热。要注意“完全氧化反应”的含意。C氧化生成CO并非完全氧化反应,因CO尚能继续氧化生成C02。实验原理燃烧热的测定是将可燃物质、氧化剂及其容器与周围环境隔离,测定燃烧前后系统温度的升高值⊿T,再根据系统的热容C,可燃物质的质量m,计算每克物质的燃烧热Q。即系统的热容,一般是利用已知燃烧热的标准物质在相同条件下完全燃烧,根据其燃烧前后系统温度的变化Aγ,质量矿,每克物质的燃烧热QF，利用下式求出：本实验测得的是恒容反应热，可以通过Qp反应热求得。目的用氧弹量热计测定萘的燃烧热。原理在适当的条件下，几乎所有的有机物都能迅速而完全地进行氧化反应,这就为准确测定它们的燃烧热创造了有利条件。为了使被测物质能迅速而完全燃烧，就需要有强有力的氧化剂。在实验中经常使用压力为25～30大气压（2533～3039kpa）的氧气作为氧化剂。用GR-3500型氧弹量热计进行实验时,氧弹放置在装有一定量水的铜水桶中,水桶外是空气隔热层,再外面是温度恒定的水夹套。仁标准燃烧热指东的是：在标准决状态下问，危1mo大l擦物质完全燃烧归成同一温度的雀指定产物驶（竿C猾和叹H包的燃烧产物鞋为雹CO肯2桃，伐H慢2曲O垫）的焓变化。敞用衣△汽c棋H胜m猛表示。槐在氧弹量热计偷中，可测得物豪质的定容摩尔祸燃烧灶热书△鲁c汉U挎m址：若气体为理纤想气体，忽略灵压力影响，则槐△贺c践H废m旷=奔稀△薪c序U被m公＋纠△猜n·R·T头△缺n待—深燃烧前后气体许的物质的量的私变化。扰样品在体积固解定的氧弹中燃述烧放出的热；熄引火丝燃烧放篇出的热和由氧蹄气中微量的氮赶气氧化成硝酸惹的生成热，大廉部分被水桶中直的水吸收；另傅一部分则被氧舅弹、水桶、搅介拌器及温度计呀等所吸收早,趟在量热计与环鹿境没有热交换嫂的情况下，可浅写出如下的热敏量平衡式霸:灰Q假v奉·肝a拘＋曲q您b童＋虫1.43棋c表=皱w·h·缎△耻t悦＋泪c滚总喷·毫△委t甘式中拢：感Q豪v定—伟被测物质的定读容燃烧热（卡嘱/薪克）肢；别a延—江被测物质的重并量（克）；病q秆—漂引火丝的燃烧你热糊(再卡隐/视克未)勺（温铁丝为冶16沿0馋0尼卡园/崇克，镍丝为云775法卡箭/说克），兴b恢—恋烧掉了的引火输丝重量（克）船；慨1嗓.夜43微硝酸生成热为贤14300披卡载/经摩霞,抵当梨用价0.1000仙mol.L歉-1驾NaO借H剑来滴定生成的炒硝酸时珠,弟每毫升碱相当罪于俊1溉.图43卵卡圆；钟c敢—倾滴定生成的硝息酸时，耗用萍0涛.屈010O心mol.L巧-1池NaOH日毫升数（要求起不严格时可忽怖略）；净w盏—泛水桶中的水重拨（克），撞h牺—藏水的比热胸(解卡做/向克稀·克度闷)灾；朝C福总击—艰氧弹、水桶的柳总热容（卡塔/彩度）；重△泛t五—件与环境无热交拒换时的真实温临差草(巧度洁)背。钻如在实验时保屠持水桶中水量略一定扛,膨把上式右端常腔数合并得到下矿式：溜Q晌v完·非a渗＋虫q滩b碰＋别1.43伤c年=K卵·拉△搂t呀期凯眉（企*救）愉式中：攀K=绞璃（袖w·h+滥c伍总界）卡传/背度，称为量热筐计的水当量。跪实际上巡,布氧弹式量热计么不是严格的绝严热系统喇,塘加之由于传热礼速度的限制粪,颂燃烧后由最低卡温度达最高温收度需一定的时逐间，在这段时肃间里系统与环揉境难免发生热霸交换，因而从队温度计上读得尽的温差就不是耳真实的温证差灿△营t悬。为此趁,梯必须对读得的更温差进行校正毯,闸下面是常用的蝶经验公式：级责这（绸*赖*获）紧式中：瓶V澡—巷点火前，每半课分钟量热计的尺平均温度变化填；石V虾1念—虾样品燃烧使量匆热计温度达最角高而开始下降接后，每半分钟钻的平均温度变表化；岭m线—眼点火后焦,俭温度上升很快营(掀大于每半分钟上0广.扁3骗℃乞)制的半分钟间隔钞数铜;渗r算—凯点火后蜡,晶温度上升较慢渔的半分钟间隔模数。榜在考虑了温差踩校正后司,串其实温紫差材△缴t甩应该是：反△鸡t味=t劲高暮－言t肉低盆＋废△释t柴校正拆式中庄:t秤低葵—虫点火前读得量没热计的最低温趁度窄:惹t乳高忽—膝点火后吸,边量热计达到最厘高温度后堆,肾开始下降的第昂一个读数。株从戴(签*晶)缎式可知，要测时得样品的蔑Qv明必须知道仪器更常数（仪器的滔水当量）怜K呢。测定的方法战是以一定量的军已知燃烧的标蠢准物质（常用租苯甲酸师,夕其诉Qv=洪6329洪卡毁/兴克固）闷在相同的条件忠下进行实验慕,耕测得晒t雁低丙、次t茶高惰,锐并用激（身*押*透）式算挠出挂△于t四校正况后阶,询就可按验(匆*提)欠式算誉出识K丑值。短若狠实验所采用的贺仪器扶是骆WGR文-1G加微电脑求量热庆计潜,干其特点是铅电村阻探头测倒温围,外计算机读数计山算、人工调制傻温差、人工称瓦水、装水。氧稍弹和内筒是仪捡器的主报体岁,千即实验所研究量的系件统。系统与外太筒隔以空气绝厦热层衫,驰下方有绝热垫藏片架起张,纪上方有绝热盖映板覆盖卸,狡以减少对流和屑蒸发。为了减烛少辐射及控制盯环境温度恒定娃，外筒中灌满杂与系统温度相塔近的水。为使们系统温度很快刮达到均匀，还借装有内筒搅拌壁装置。铅电阻消测温探头测得庄温度信号，通唤过测温卡放大当，模拟转换传缝送给计算机，省计算机将测温羽卡传递过来的仗温度信号进行寒数据处理，运灰算、显示结果担,羊并且通过温度级控制器控制搅茶拌、点火发,把测试完毕后自罪动打印有关数拉据、图形及结误果。仪器与试剂：都（剖1具）氧弹量热计姿(帖附压片机军)1碑台均；缺汤适移液管岁；牌脖雀贴溜分析天平签l购台烘;卖【俩2歼升容量瓶樱1残个庸;50附毫升碱式滴定薄管锈l枝支纤;150呈毫升锥形瓶睛1役个。】突（滴2蔑）分析纯苯甲塘酸化；萝蜡刮分析纯萘镇；固筒断引火丝战；参供纯妨氧券气在；算运挨棉纱奶【蕉0.1000宪mol.L教-1电NaO录H馆标准溶液理;蚕掩圾酚酞指示剂。葛】瞒注：股【毒懒】内试剂若实沈验要求不严格遣时可不用。氧弹量热计氧弹量热计氧弹结构示意图氧弹结构示意图实验步骤：观一、量热计常柜数的测定宋1躬.凭在分析天平上啦准确称量苯甲章酸片（成品）莲；或在台秤上誉称取约浮0.针4蜜克甲标准级电苯甲酸，足用布擦净压片碍机，然后把压防片模装在压片棉机上转,槽从上口装入台换秤粗称盘过盏的园苯甲酸叨,喂进行压片。压喝片若被沾污绒,垃可用小刀刮净令,承然后在干净的爪玻璃板上轻轻采敲击恩2缎～篮3兔次泉,炒再在分析天平慌上准确称量。北2.姨用手拧开氧弹舱盖，将其放在挥专用架上，装作好专用的石英牛杯或不锈钢杯气，用移液管取朴10曾毫升蒸馏水放唇入氧弹中。末3禁.塔取定长度（准拐确）的引火丝屠穿过药片，然赤后将两端固定咳在引火电极上奥，盖好并用手弱拧紧盖。关好渴出气口允,从拧下进气管上烈的螺钉；换接万上导气管的螺菠钉旱,惯导气管的另一美端与氧气钢瓶驳上的氧气减压截阀连接。打开按钢瓶上的闷门触缓缓进气衡,题达面25降～用30脾大气压后液,许关好钢瓶阀门搜及减压阀悲,挡拧下氧弹上导施气管的螺钉趁,猎把原来的螺钉叛装上，用万用际表检查氧弹上俱导电的两极是拜否通路，若不岗通，则需放出续氧气，打开弹杆盖进行检查。舒（为了便于着讽火，药片上可数绕几圈棉花。钩）玉4.环窝在两极上接上痛点火导线，装对上已调好的贝兴克当曼恳温度计嗓(画或量热温度魄计疫)漫，盖好盖子馅。底鲜在量热计夹套绳中装自来水，水铜水桶中装入灶3L孩自来水。然后令把氧弹放入铜交水桶中枣,玩若水尚未淹至丧弹盖上缘属,歼还应加入一定细量的水（如双250壁或馆500罪毫升等）用手秀扳动搅拌器拜,足检查浆叶是否虑与器壁相碰；钳开动搅拌器。聪5璃.椅待温度变化基放本稳定后望,平开始读点火前蝇最初阶段的温户度办,台每隔半分钟读太一次哑,怨共够10匀个间隔泛,备该数完毕汇,忽立即按电钮点醋火。指示灯熄族灭表示着火险,亭继续每半分钟她读一次温度绣,阿直至温度开始猴下降后。再读哗取最后阶段的博10窄次读数午,师便可停止实验须。温度上升很茄快阶段的温度燥读数可较粗略释,透最初阶段和最洪后阶段则需精元密到僵0.00帖2竿℃中。待6.狠停止实验后关灵闭搅拌器挨,赶先取下温度计慕，再打开量热驳计盖糟,玻取出氧弹并将厕其拭干境,受打开放气阀门位缓缓放气，放设完气后炮,陡拧开盖子罢,铁检查燃烧是否视完全库,蚕若弹内有炭黑惕或未燃烧的试结祥时银,哨则应认为实验嗽失败。若燃烧边完全屯,艇则量取燃烧后佣剩下的引火丝煮长度。【并用披少量蒸馏水洗轨涤氧弹内壁弊,捎将洗涤液收集沸在隐150咬毫升锥形瓶中诱,召煮沸片刻伙,养用酚酞作指示牢剂跃,货以川0.1000遍mol.L阶-1居NaOH江滴定。】伯二、萘燃烧热储的测定油1裳.史在台秤上称取狐约钓0.据5夹克标萘。米2酷.览用布擦净压片德机，然后把压刃片模装在压片惜机上吨,公从上口装入约怜1云克虎（台秤粗称）她的得萘渣然,姑进行压片。压宗片若被沾污敢,悟可用小刀刮净征,锦然后在干净的形玻璃板上轻轻置敲击寨2检～简3嘱次宪,因再在分析天平朗上准确称量。篮3卖.记以下步骤同上轨。巨数据处理：根粮据实验数据计异算串:聋(脑1)均量热计的水当孤量。任(场2)胶胶囊的定容燃仪烧热。派(槐3)圈萘的恒压燃烧长热，并与文献须值比较。思考题竖1毫、写出萘燃烧碗过程的反应方运程式，如何根社据实验测得的饥Q听v受求出振Q辞p谊？杠2全、量热计中哪辜些部分是系统青？哪些部分是含环境？系统和淹环境是通过哪无些途径来进行箱热交换？参考资料抵1拌．假GB213懒—诉74,喉《煤的发热量馒测定方法》钢2.T绒．番A晓．季开耶夫等印著蠢.烈北京石油学院揉科学研究所翻芽译组译览,涝《动力燃料分订析》，婚1957锻年，蚀156速～吉207衫页。隔实验勤二傻二组分溶液沸去点望-任组成图的绘制内容提要铜本实验采用回短流冷凝法测定贤不同浓度躬的多环己烷堆—鼻乙醇溶液的沸尺点和气液两相登的平衡浓度，滨绘制沸点版—麻组成图，并从遮图上确定体系品的最低恒沸物暖及其相应的组彩成。目的要求室1.仇掌握沸点卵-使组成图的绘制障方法。燃2.苹掌握阿贝折光夺仪及超级恒温杀槽的使用方法池。实验关键泪1.席工作曲线宿的绘制采用已晕有的乙奇醇悬-恢环己烷妖2傲5秩℃桶时折光渣率革-捧浓度对应数据巡表，查防取承1性0厉组数据（洋其中僚1拉和句1酸0巩分别为纯的乙床醇和环己烷）匀，裂作乙兽醇身-洪环己烷对应的我折光逗率给-复浓度工作曲线望。涉2.透由于液体的折做射率受温度影庆响很大，折射故仪采用恒温槽椅恒温，恒温水驼在回路中要保随持循环畅通。泰用阿贝折光仪锤测液体折射率誓时，用滴管滴肉数滴液体于棱陵镜上，待整个竖镜面浸润后再沃进行观察。甚3.酷蒸馏绑过程中加热电屠炉的温出度不能太高，傅表观上要求电浇炉丝微红即可植，嫁否则易船剧烈沸腾和甩燃烧着火。预备知识竞1.拣杠杆饶规伶则闹巧当组成以物质唐的量分数酸(威x行)阀表示时，两相竭的物质的量反妻比于系统点到呜两个相点线段珍的长度。汽2.虏在恒定压力下耐，实验测定一披系列不同组成明液体的沸腾温导度及平衡时气善液两相的组成纺，即可绘出该族压力下的温度凯—淘组成图。最大齿正偏差系统的响温度责—晚组成图上出现乐最低点，在此新点气相线和液腥相线相砌交变,研由于对应于此检点组成的液相样在指定压力下默沸腾时产生气蛙相与液相组成做相同，故沸腾沟时温度恒定，作且这一温度又俗是液态混合物沸的最低温度，玩故称之为最低指恒沸点；与此厘类似，最大负求偏差系统的温皮度移—争组成图上出现破最高点，即为汇最高恒沸点。薪恒沸混合的组梢成取决于压力臭，压力一定，牺恒沸混合物的催组成一定；压菜力改变，恒沸外混合物的组成春改变，甚至恒助沸点可以消失欠，这证明恒沸己混合物不是一蝇种化合物。实验原理暂在恒压下完全哀互溶的二组分狠混合择体系的沸点歇-丹组成图可分三厅类：扯1.胜理想的二组分局体系件，其沸点介于蔑两组分沸点之局间，如苯敏—即甲偶苯踏体系。织2.汤对拉乌尔定律娱发生负偏差的槽体系盛，其溶液有最辽高恒沸点，如宿丙醇蛙—千氯仿、硝酸旦—戚水体系。肉3.禽对拉乌尔定律玉发生正偏差的历体系凤，其溶液有最斑低恒沸点，如呼环己烷榨—荷乙醇、乙醇斧—绝水体系。了解唇二组分码体系春的沸点泡—杨组成图，对两狮组分的分离是—呼精馏有指导意仔义。昂本实验采用回抬流冷凝法测定愧不同浓度的往环己烷各—漏乙醇岛体系钥的沸点和气、奔液两相的组成肤，从而绘制脏T劣—基x首图。环下图为选环己烷搜—赶乙醇姐的沸点现—耀组成图的大致禽形状，声A浅ˊ俩gB绒ˊ吧为气相线，语A并ˊ定CB沫ˊ价为液相线，它颗们表明了沸点腥和气、液两相地组成的关系，裤当体系总组成赤x炉的殿体系贝开始沸腾时，填气相组成为催y剧，继续蒸馏，以则气相量增加糠，液相量相应项减少白(俘体系总量不变表)消，溶液温度酷上嘱升，由于回流欲的作用，控制食了两相的量为扒一定，其沸点寿也为一定阔,固此时气相组成概为叮y瞧ˊ师，与其平衡的树液相组成为荡x良ˊ瞧，系统的平衡适沸点为俊t置沸弟,氏此时气液两相岗的量服从杠杆毁原理。锈压力一定时，丙对两相共存区讯进行相律分析党：组分者K=2障，相数姑=2宋，所以自由度找F=K葬＋栗1不－掘=2犁＋举1裤－柏2=1房，就是说，若蛮系统温度一定母，气、液两相接成分就已确定革，当总量一定蚊时由杠杆原理浴可知，两相的币量也一定；反虚过来讨,您在一定实验装症置中，利用回突流的方法，控无制气液两相的邻相对量一定，子使系统的温度酬一定猛,街则气、液组成断一定。用精密还温度计可以测位出平衡温度见(它即沸点嘱)绒，取出该温度菊下的气液两相蔽样品，作折迷光路率测定可以求鄙出其组成。因病为折连光炼率与组成有对领应的函数关系恋。这可以通过柜测定一系列已铃知组成的样品浑的折腾光骗率，绘出工作愤曲线即折桃光凳率洗—串组成图表示出裁来。这样，只战要测出未知样鬼品的折姥光耗率就可以从图核上找到未知样庄品的组成。沸点—组成图犹折射率是用阿永贝折光仪测得们，仪器的原理伸、构造及使用炭方法见附录争“塔阿贝折光仪酸”恩。本实验的工蹈作就是测出溶常液的沸点和气贩液相的折押光渐率。客溶液沸腾，必怨有过热现象，聪蒸馏瓶很小，健瓶内的温度，连特别是气相温盼度，各处必不移相同。为了测歪准沸点，应当跑控制溶液的沸翠腾程度和温度旁计的位置。条剃件选择可用纯袄液来做，让温挑度计水银球全径浸在液相中，好观察沸腾程度究不同时温度指垄示的细微变化取，以其沸腾温足度等于该气压域下的沸点为最燥佳。在本实验冰条件下，温度子计水银球的应2/3源插入液相，蒸棒气在冷凝管中隔的凝聚高度为坛2cm糟较为适宜。群为了测准溶液剑的折塌光拨率，首先要防劫止样品挥发而给改变成分。虎最主要的是蒸挤气的凝聚效率读。如果不能保去证蒸气的凝聚悔效率接害近纳100压％惧，则体系物质安的总量就会发茂生变化。环己皆烷和乙醇的挥络发性不同，笼体系中两种物长质的相对量就晶会发生变化，素蒸馏过程中气爹相或液相的浓秀度就会随时发涌生变化，则对柄应的沸点就会教随时发生变化若，这就是体系匪蒸馏过程中沸雅腾温度不恒定敞的原因。实际抚操作过程中，焦待体系正常回畏馏检2项分钟，就可测刃量沸点，停止汁加热，测量气控相回馏液和液其相的折光率。林仪器、药品及颂材料衔阿贝折光仪，而超级恒温槽，除蒸馏瓶，调压胖变压器，厕1/10趟℃串刻度温度计，基5OmL座量筒地1透个，律5做、采10mL瓣刻度移液管各戴2筝支，试管体4董支，滴管若干战支；环己烷，侨无水乙醇搏;望蒸馏水。实验步骤给1.绘工作曲线峰绘离制唇帮从已有的乙望醇熊-撤环己烷控2朗5预℃重时折光歇率醒-盘浓度对应数据踏表中，查笔取鲁1舍0怖组数据（其腿中办1握和膀1组0煎分别为纯的乙范醇和环己烷）筹，填入下表中誉：散序号属1刺2训3投4梨5杀6赵7炭8揭9旱10腐浓度嫌折光率迷2.麻测定乙醇的沸井点按下图装好改仪器，先把调李压变压器调至白电压最小，再蛮接通电源，拥将坊5为0mL念无水乙醇加入罗蒸馏瓶，开放垫冷凝水，缓慢桥增加电压加热盼液体，控制沸协腾条件，记下啊沸腾时的椒温度和大气压式。顿3.熊停止加热，按踩下表的量加入贝纯环己烷，每尝次加完后，测路其沸点及气液之两相的折射率竖②蹄。述顺序皮1切2挽3祖4圈5享6膜环己烷纤加入量刮/mL兽2摄4咽6向8费10含20肆加环己烷扣要岭从支管处加入赵，臭待正常回永镏狡2首分钟夹，记下温度值炭。停止加热，炭立即取出小槽坟中的气相党回镏证样品测其折射若率，接着测定俘液相的折射率企③忧，遍④要。誉4.魂做完上述实验竞后，回收溶液哀，用电吹风吹甩干蒸馏瓶，加在入叠5汉0mL仪纯环己烷，测哥其沸点后，按帅下列次序加入叠乙醇，分别测捕其沸点及气液而两相的折射率律。暂顺序县1溉2速3虾4塌5猛6捡纯乙醇容加入量妻/ml绿0.4章1.0公2朋4泰6碑105.数据处理采(角1)拌绘制工作曲们线白渡弱以尤2告5群℃靠乙拼醇肥-串环己烷对应的恒折光叮率准-跌浓度便的脾1文0款组数据作图即客得工作曲线。生(菜2)宅利用内插法，来在工作曲线上摔找出各折射率们相应的组成。盏(铅3)桑将沸点、气液贷两相的折射率懂及组成数据列胁表。悦(牙4)六作沸点零—六组成图，作图途时，气液的实宣验点应当用不周同的标记标出鹊。捷(刷5)汇由沸点浩—妇组成图上求出厌最低恒沸点和至恒沸混合物的萝组成。注释壶①绩阿贝折光仪使费用经验：肯(插i)触明暗分界线从这上和从下趋向吗十字交点，其攀数值常不一致撒，取两者的平缺均值；或所有私测定，连同校嘉准都从一个方僵向趋向十字交斧点，即可消除龟此项误差。郑(悉ii)呈丙醇或其他易删挥发性液体从志镜上挥发后，气棱镜温度有所违降低，因此棱压镜干燥后要合资上一段时间或剂者样品加好后杰过一会再测。牢②砌由于蒸馏瓶中秃的气相外壁处槐在室温下，气植相有精馏作用佳，即高度不同蛙，气相成分不征同。笔者认为锯，近液面的气孔相组成比较正锹确，因此冷凝挑管的进气管应秆当尽量的低，胶或者下段气相姑加以保温。盛畏气相样品小槽识有牙0.5mL遭已够，不大不播深，则可较快沃达到平衡。但摩操作时，液相鞠也不可过高，毛加热不可过猛燥，以免液沫进让入气相样品中搁。化③抽由于气相样品塌(趣冷凝液攀)羊挥发性大，量勺少，蒸发面大嫌，只有在停止倡加热后迅速取帆样测定，才能夹保证气相组成络的正确性，至悄于液相，因为尤量多，挥发性阻小，很少发生浓不正常情况，狠故可从容测定眨。层④较用滴管取样，窝注意滴管的倾鬼斜度，不要让找样品流人橡皮蜻帽。思考题券1.哨在本实验中，垄气液两相是怎咐样达到平衡的扯？亲2.椒绘制工作曲线芒的目的是什么拦？脱3.所每次加入乙醇奏及环己烷筋是娱否要求准确？抛4.秒实验测得的沸碎点与大气压对傍应的沸点是否希一致？摆实验念三袭一级反应速度勿常数的测定也然蔗糖的转化内容提要剥本实验以蔗糖仙水解反应为研辰究体系，利用酷反应过程中其留体系光学性质辈的变化来度量呜反应的进程，林通过计算、作艇图求得该反应砖的速率常数和庭半衰期。目的要求逐1.显利用物理分析独法次(狭借旋光度改变拜)巩测定蔗糖水解香反应速度常数猴是及半衰期旋t黎1/2纺。倦2.亿了解该反应的顷反应物浓度与头旋光度之间的欺关系。宴3.血掌握影响速度忘与反应速度常喜数的诸因素楼4.辞了解旋光仪的情基本原理及其篇使用方法。实验关键脊1.尖为了度消除闭一些偶然因素稠，肚可多读一些数甚据努。宅2.绘体系旋光度韵a直t夜随反应的进行谜而不断地变化嫁，因此记时和逃读数要迅速、虑准确。塞3.克实验进行过程从中，旋光仪的督光源和电源开父关不能关闭，厕否则仪器初始约参数不同。预备知识速1.崇旋光性使普通忙光线通过尼科秆尔棱晶或人造创偏振片，则透闪过棱晶的光线知的电场只在一孝个平面上振动伶，磁场的振动警也是这样。这愉种光称作平面沫偏振光，简称蛋偏光。能使偏尝光振动面旋转峰一定角度的物胁质，称为旋光玻物质。有些化劫合物能使偏光我的振动平面向政右晒(亦顺时针踏)若旋转，一些化鹰合物则使振动嚷平面向左爹(均逆时针通)污旋转，右旋规箭定用携(坏＋叔)个表示，左旋规管定用踢(吸－夕)棋表示。美2.搏手性与旋光性柄一个化合物的算分子与其镜象潮不能互相重叠已，必然存在着锋一个与镜象相烈应的化合物，恰这两个化合物顶之间的关系，顽相当于右手与铜左手，即互相惑对映。这种异前构体称为对映厘异构体。旋光逢性是识别对映雷异构体的手段慕。在一般情况笛下，手性化合齿物在液态或溶麦液中是旋光的耕，但也有极少刺数化合物的旋抛光度在可检测同的限度以下。绍有些非手性化滚合物在液晶状检态下有旋光性伟。赏3.旺判断分子有无淡手性的可靠方挺法是看有没有础对称面和对称旷中心，而不是尘看分子中有无舰不对称碳原子就。实验原理伴1企.快蔗糖转化反应脸C金12气H卸22琴0坊11残＋签H躲2耕0--氏-昏→健C悟6肺H换12福0索6饲+C旦6执H火12昼0静6隶(警蔗糖旨)敏(宅葡萄糖冻)(谈果糖捐)泄H去+招为催化剂。此览反应本为一个墓二级反应，但罩由于蔗糖水溶突液较稀，可近搞似认为整个反音应过程中水的遵浓度基本上保赴持不变，此时蔬，蔗糖转化反鞋应可看作为一输级反应浊(微确切地说新为谋“仅准一级反脑应丑”废。督一级反应速度期方程为积分得宣式中：意k萌为反应速度常挨数；覆c而为时间疤t视时的反应物苗(块庶糖束)饰浓度；炒c忙o郊为反应开始时台反应物沸(昼蔗糖坡)企的浓度。寨一级反应的半仗衰期为：鹿2.筒蔗糖浓度与反勾应物系旋光度绪之间的关系：盼在本反应中反宗应物蔗糖及其虾转化产物葡萄厕糖与果糖均含妹有不对称的碳照原子，它们都绳具有旋光性。闷但它们的旋光蹦能力不同，故旺可以利用物系祥在反应过程中眯旋光度的变化幕来度量反应的驳进程。斧测量物性旋光虑度所用的仪器保称为旋光仪。匪溶液的旋光度劳与溶液中所含辜旋光物质之旋求光能力、溶剂狠性质、溶液的往浓度、样品管惧长度、光源波虾长及温度等均悉有关系，当其呼他条件均固定圾时，旋光美度词α减与反应物浓度勿c误呈线性关系，骑即公式中比例常数材B锦与物质之旋光领能力、溶剂性聋质、样品管长其度、温度等有四关。鸟物质的旋光能烘力用比旋光度略来度量。比旋粉光度可用下式悟表示：逮式中：区20腥—客实验时温度为辜20居℃岛；酷D劫—页指所用光源为樱钠光灯光源秤D忧线；蓄α瓶—激测得的旋光度勿（咽°镜）；抱l缎—驶为样品管的长肤度少(锦dm)疏；道c卫—笨浓度殃(胃g/100m击L)瑞。虹作为反应物的奉蔗糖是右旋性慧的物质，其比奖旋光度佩[医α困]身Ｄ都２０半=66.6拖°妙；生成物葡萄渔糖也是右旋性顿的物质，其比忽旋光度睛[坐α庙]母Ｄ两２０吓=52.5筛°萝；但果糖却是亦左旋性物质蚕,检其比旋光度轮[牛α坚]抢Ｄ幅２０缎=91.9干°预。因此，随着灌反应的进行，寄物质的右旋角嫁不断减小，反智应至某一瞬间哄，物系的旋光迅度可恰好等于列零，而后就变搜成左旋，直至鸡蔗糖完全转化淹，这时左旋角恨达到最大画值医α南∞付,汉设最初物系的涛旋光度为宫α业0占=B滚反航．重C六0呢揉(t=0宪,讨蔗糖尚未转化凤)酬驶区兆（犁1雅）呢最终物系的旋内光度为滋α垂∞蔬=B阀生味．柜C迫0求丹(t=抽∞出,暂蔗糖全部转化膨)瓶袭总梯（膏2炉）疼两式中旦B风反稻和洒B买生缸分别为反应物丧与生成物的比小例常数。站当时间为女t幕时，蔗糖浓度布为震c静，此时旋光默度君α件t轰为班α烛t捕=B向反猪c模＋开B友生啦(崖C朽o往-肚C优)预芒盒抖瓣你像（硬3取）贷由式低(孟1招)东～式开(醋3挺)枕联立可解得由即=激若以科对占t刑作图，从直线月的斜率可求得手反应速度常数驱k叙。湿仪器、试剂及短材料妇⑴斤自动旋光仪御1退台，护5Om域L右烧杯塌1臣只，伏裹5OmL置移液管岔2逗支，比15额0mL物磨口锥形瓶颗1侧只，映量筒薄1羞只饭(章50mL)明，洗耳球渗(肃移液管用撒)2嘉只，水浴悟(陵50循～歇60揉℃煌)吼，秒表喂1烘只，蛮温度计昂(束1消°知刻度，汁0重～挪100锈℃绍)1需支，粗天平；旋⑵瞧蔗糖懂(积分析纯榜),H扰Cl(4.用000mol较.L专-1执)互水溶液；玻璃任棒棋1带根，滤纸若干兵，镜头纸若干捎。实验步骤肾1.窗参阅附越录扩“态旋光耻仪耽”泄，了解和熟悉枪旋光仪的构造便、原理和使用受方法。尸2.招使用旋光仪时摔，先接通电源警，开启电源开吵关醉(漠power)传，光源显示窗鞠(钓仪器左上角脉)虽将出现黄色钠迅光，若无，则庭扳动光源开关略(径light)的1倦～肉2睁次使纳光灯点阵亮，预热毅5min薄后钠光灯发光据正常后才开始或工作。然后打焰开测量开关武(校measur坊e)泪，这时数码管最应有数字显示蛋。喉3.母用蒸馏水校正锋仪器的零点蒸陪馏水为非旋光趋物质，可以用撇它找出仪器的撤零点敞(宋即聋α佛=0勤时仪器对应的匪刻度晓)扶。洗净样品管肆，拆开后，玻怜片、垫圈要单歌独拿着洗，以甲防掉进下水道食！洗好后，关宅闭一端并充满忽蒸馏水，盖上厨玻片，管中应专尽量避免有空遣气泡存在，然飘后旋紧套管，羞使玻片紧贴于期旋光管之上，妻勿使漏水。但桐必须注意旋紧罗套盖时不能用据力过猛，以免击玻璃片压碎，刷用滤纸将样品始管擦干，再用串镜头纸将样品暖管两端的玻璃益片擦净，将样吵品管放人旋光房仪内，放入样摩品管时，使管妈中残存的微小蝴气泡进入凸出针部分而不影响桨测量，盖上箱层盖，待示数稳房定后，按下清趁零按钮，用来灵校正仪器的系胸统误差。样品棋管放置时应注蚊意标记的位置爱和方向盟(汤对于本实验，劳不必找仪器零钓点堵)抽。气4.开配制溶液用粗杏天平称取英12.析5柿g丸的蔗糖于小烧顽杯内，并加入皆50mL造蒸馏水届(牵用量筒量取老)美，用玻棒搅拌忘，使蔗糖溶解阴(歼若溶液混浊，赛则须过滤短)替。跑5.变蔗糖转化反应均及反应过程中序旋光度的测定肥用移液管量取副5OmL够蔗糖水溶液于嫌锥形瓶中，再换用另一支移液亮管加入鸭50mL4.静000mol醒．且L惠-1挠的奏HCl哲溶液卸①葵，当欲HCl杜溶液从移液管浮中流出一半时贯开始记时，立闪即摇匀，迅速界用少量反应液接荡洗样品管振2贡次，然后将反验应液装满样品至管，盖好盖子聋并擦净孤(辱注意：防止酸谈液腐蚀仪器！赤)红按相同的位置米和方向放入样鹿品室内，盖好童箱盖。仪器数姻显窗将显示出究样品的旋光度诸。先记录时间届，再读取旋光戒度塘②普。任反应开始时，丧反应速度较快斯，前捞15min终内可每博2min斯测量谎1虏次，以后由于贤反应速度变慢荣，可将每次测也量的时间间隔浮适当延长，从尽反应开始大约续需连续测量索l00min膨。芹6.昂α暴∞述的测量在上述尖测定开始后，惭同时将装有所馋剩反应混合液舌的磨塞锥形瓶倍置于脚50范～屈60棒℃爬水浴中反应够0.5访～渗1h驼，然后冷却至伶实验温度，测坝其旋光度即番为仗α糠