实验四旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数课件

(1)今有1mol单原子理想气体,始态压力为1013kPa,体积为2

24dm3.经绝热向真空膨胀至体积为22

4dm3.(2)又绝热可逆地将膨胀后的上述气体压缩为2

24dm3.分别求(1),(2)两过程的Q,W,

U,

H和

S.设CV

m=3R/2.1mol,pgT1=273Kp1=1013kPaV1=2

24dm31mol,pgT2=T1p2V2=22.4dm3(1)Q

=0(1)因Q=0,W=0,

U=Q+W=0,

故

T=0,

H=0(1)今有1mol单原子理想气体,始态压力为101311mol,pgT1=273Kp1=1013kPaV1=2

24dm31mol,pgT2=T1p2V2=22.4dm31mol,pgT3=?p3V3=2

24dm3(1)Q

=0(2)

S=01mol,pg1mol,pg1mol,21.了解蔗糖转化反应体系中各物质浓度与旋光度之间的关系。2.测定蔗糖转化反应的速率常数和半衰期。3.了解旋光仪的基本原理，掌握其使用方法。实验目的1.了解蔗糖转化反应体系中各物质浓度与旋光度之间的关系。3实验原理蔗糖转化反应为:C12H22O11+H2O→C6H12O6+C6H12O6

蔗糖葡萄糖果糖由于反应中水是大量的，可以认为整个反应中水的浓度基本是恒定的。而H+是催化剂，其浓度也是固定的。所以，此反应可视为假一级反应。其动力学方程为k为反应速率常数;C为时间t时的反应物浓度实验原理蔗糖转化反应为:k为反应速率常数;C为时间t时的反4反应的半衰期实验原理反应的半衰期实验原理5蔗糖及水解产物均为旋光性物质。但它们的旋光能力不同，故可以利用体系在反应过程中旋光度的变化来衡量反应的进程。为了比较各种物质的旋光能力，引入比旋光度的概念。比旋光度可用下式表示t为实验温度(℃);D为光源波长;α为旋光度;l为液层厚度(m);C为浓度(kg·m-3)。当其它条件不变时，旋光度α与浓度C成正比。实验原理蔗糖及水解产物均为旋光性物质。但它们的旋光能力6在蔗糖的水解反应中，反应物蔗糖是右旋性物质,其比旋光度［α］20D=66.6°。产物中葡萄糖也是右旋性物质，其比旋光度［α］20D=52.5°；而产物中的果糖则是左旋性物质，其比旋光度［α］20D=-91.9°。因此，随着水解反应的进行，右旋角不断减小，最后经过零点变成左旋。旋光度与浓度成正比，并且溶液的旋光度为各组成的旋光度之和。实验原理在蔗糖的水解反应中，反应物蔗糖是右旋性物质,其7

t=K反

C+K生（C0-C）

0=K反

C0

∞=K生

C0若反应时间为0，t，∞时溶液的旋光度分别用α0，αt，α∞表示。则:实验原理t=K反C+K生（C0-C）0=K反C08以ln(αt-α∞)对t作图为一直线，由该直线的斜率即可求得反应速率常数k。进而可求得半衰期t1/2ln(αt-α∞)=-kt+ln(α0-α∞)实验原理以ln(αt-α∞)对t作图为一直线，由该9仪器与药品1.仪器旋光仪（WZZ－2A2B自动旋光仪

）;旋光管;恒温槽;台称;停表;烧杯;移液管(量筒）;2.药品

HCl溶液(4mol·dm-3);蔗糖(分析纯)。仪器与药品1.仪器101.旋光仪零点的校正：旋光管内注入蒸馏水，使管内无气泡存在。旋紧套盖，勿使漏水。放入旋光仪中盖上槽盖，打开光源，调节目镜使视野清晰，然后旋转检偏镜至观察到的三分视野暗度相等为止，记下检偏镜之旋转角α，重复操作三次，取其平均值，即为旋光仪的零点。实验步骤1.旋光仪零点的校正：实验步骤112.蔗糖水解过程中αt的测定用台称称取10g蔗糖，放入100mL烧杯中，加入50mL蒸馏水配成溶液。用移液管取25mL蔗糖溶液置于100mL烧杯中。移取25mL4mol·dm-3HCl溶液迅速倒入蔗糖中，并且在加入一半HCl时开始记时，将混合液装满旋光管。装好擦净立刻置于旋光仪中，盖上槽盖。测量不同时间t时溶液的旋光度αt。每隔一分钟，读取一次旋光度，测定45分钟。实验步骤2.蔗糖水解过程中αt的测定实验步骤123.α∞的测定：将剩余的25mL蔗糖溶液与25mL4mol·dm-3HCl溶液混合，置于50℃的恒温槽中，恒温40min以加速反应，然后冷却至实验温度，按上述操作，测定其旋光度，此值即可认为是α∞实验步骤3.α∞的测定：实验步骤131．将仪器电源插头插入220V交流电源，（要求使用交流电子稳压器1KVA），并将接地可靠接地。2．向上打开电源开关，这时钠光灯的交流工作状态下起辉，经5分钟钠光灯激活后，钠光灯才发光稳定。3.向上打开光源开关，（若光源开并扳上后，钠光灯熄灭，则再将光源开关上下重复扳动1到2次，使钠光灯在直流下点亮，为正常）。WZZ－2B自动旋光仪操作方法：1．将仪器电源插头插入220V交流电源，（要求使用交流电子稳144.打开测量开关，这时数码管应有数字显示。5.将装有蒸馏水或其它空白溶剂的试管放入样品室，盖上箱盖，待示数稳定后，按清零按钮。试管中若有气泡，应先让气泡浮在凸颈处；通光面两端的雾状水滴，应用软布揩干试管螺帽不宜旋得过紧，以免产生应为，影响读数。试管安放时应注意标记的位置和方向WZZ－2B自动旋光仪操作方法：4.打开测量开关，这时数码管应有数字显示。WZZ－2B自动旋15数据处理将实验数据记录于下表温度:

;盐酸浓度：

;α∞:

1.以ln(αt-α∞)对t作图，由所得直线的斜率求出反应速率常数k。2.计算蔗糖转化反应的半衰期t1/2。反应时间αtαt-α∞ln(αt-α∞)数据处理反应时间αtαt-α∞ln(αt-α∞)16思考问题

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αt是否需要零点校正?为什么?2.蔗糖溶液为什么可粗略配制?3.蔗糖的转化速度和哪些因素有关?思考问题17WZZ-2B型自动旋光仪WZZ-2B型自动旋光仪18WZZ-2B型自动旋光仪WZZ-2B型自动旋光仪19圆盘旋光仪圆盘旋光仪20WZZ－2A2B自动旋光仪使用说明WZZ－2型自动旋光仪采用光电自动平衡原理，进行旋光测量，测量结果由数字显示，它既保持了WZZ－1自动指示旋光仪稳定可靠的优点，又弥补了它的读数不方便的缺点，具有体积小，灵敏度高，没有人为误差，读数方便等特点。对目视旋光仪难以分析的低旋光仪品也能适应。旋光仪广泛用于医药、食品、有机化工等各个领域，WZZ－2A2B自动旋光仪使用说明WZZ－2型自21农业：农用抗菌素、家用激素、微生物农药及农产品淀粉含量等成份分析。医药：抗菌素、维生素、葡萄糖等药物分析，中草药药理研究。食品：食糖、味精、酱油等生产过程的控制及成品检查，食品含糖量的测定。石油：矿物油分析、石油发酵工艺的监视。香料：香精油分析。卫生事业：医院临床糖尿病分析。仪器用途农业：农用抗菌素、家用激素、微生物农药及农产品淀粉含量等成份22将待测样品注入试管，盖好箱盖，仪器数显窗将显示出该样品的旋光度。逐次按下复测按钮，重复读数几次，取平