《药学基础化学实验（第2版）》物理化学课件 4蔗糖水解反应速率常数的测定

蔗糖水解反应速率常数的测定掌握以旋光度法测定蔗糖水解反应速率、半衰期的原理和方法。

熟悉反应物浓度与旋光度之间的关系，熟悉旋光仪的使用方法。了解旋光仪的基本原理。一、实验目的二、实验原理反应速率：单位时间内反应物或生成物浓度的变化。（k为速率常数，表示单位浓度时的反应速率。大小取决于反应物的性质，与浓度无关，只是温度的函数。）一级反应：反应速率与反应物浓度的一次方成正比的反应。二、实验原理C12H22O11（蔗糖）+H2O→C6H12O6(葡萄糖)+C6H12O6（果糖）H+

由于蔗糖液较稀，水是大量的，反应达终点时，虽然有部分水分子参加了反应，但与溶质（蔗糖）浓度相比可以认为它的浓度没有改变。因此，催化剂H+保持不变，反应速率只与蔗糖的浓度有关，该反应可视为一级反应（动力学中称之为准一级反应），表示为：半衰期为：二、实验原理H2O

＋C12H22O11(蔗)C6H12O6(葡)＋C6H12O6(果)H＋¾®¾

蔗糖

葡萄糖

果糖

+66.6º+52.5º -91.9º

右旋

右旋

左旋t=0 浓度c0 0 0 α0（正）

t

c

c0－c

c0－c αtt∞ 0 c0

c0α∞（负）

二、实验原理反应时间为0时旋光度

α0=B反c0（1）反应时间为t时旋光度αt=B反c+B生（c0-c）（2）反应时间为∞时

旋光度

α∞=B生c0（3）联立以上三式可得：ln(αt-α∞)=-kt+ln(α0-α∞)以ln(αt-α∞)对t

作图得一直线，由直线斜率可求得反应速率常数k。（1）-（3）得：（2）-（3）得：三、实验仪器与药品旋光仪

1台恒温槽1套秒表1个移液管（25mL

）2支洗耳球1个锥形瓶2个蔗糖（分析纯）2.0mol·dm-3HCl溶液三、实验仪器与药品旋光仪的构造示意图样品管旋光仪的构造示意图三、实验仪器与药品旋光仪的构造示意图洗净恒温旋光管，将管子一端的盖子旋紧，向管内注入蒸馏水，把玻璃片盖好，使管内无气泡存在。再旋紧套盖，勿使漏水。用吸水纸擦净旋光管，再用擦镜纸将管两端的玻璃片擦净。放入旋光仪中盖上槽盖（试管放置时应注意标记的位置和方向），按清0按钮清0。样品管三、实验仪器与药品开启旋光仪开关预热称取蔗糖配制盐酸仪器零点调节蔗糖盐酸混合摇匀水解过程的旋光度测定四、实验步骤四、实验步骤1.旋光仪零点校正：用蒸馏水清洗样品管后，向管内倒满蒸馏水（不产生气泡），用滤纸吸干管外壁的水，将样品管放入旋光仪中，待读数稳定后按“清零”(第一组清零)2.称取约50g蔗糖，然后加入少量蒸馏水溶解，定容到250ml容量瓶中，加蒸馏水至刻度，摇匀，每组取40ml于三角瓶中，在25℃恒温槽中恒温10min。同时用移液管吸取40mL2mol•L-1盐酸至另一个三角瓶中，在25℃恒温槽中恒温10min。（4个小组）4.用少量待测样品润洗样品管1-2次，然后将溶液倒入样品管中（不产生气泡），用滤纸吸干管外壁的溶液，将样品管放入旋光仪中，隔5min测一次旋光度的值，连续测定40min，实验结束。四、实验步骤3.将盐酸溶液加入到蔗糖溶液中，倒入一半时，开始计时，迅速倒入另一半，摇匀。6.将样品管内溶液倒掉，洗干净，擦干。关闭旋光仪开关。四、实验步骤5.α∞

的测定：将第4步剩余的盐酸和蔗糖混合溶液置于75℃的恒温水浴中以加速反应，恒温50min后，冷至室温，测其旋光度，此值即可认为是α∞

。实验结果与分析

（1）将时间t、αt、(αt－α∞)、ln(αt－α∞)列成下表：t(min)5101520253040∞αt(αt－α∞)ln(αt－α∞)（2）以t为横坐标、ln(αt－α∞)为纵坐标作图得一直线，从直线的斜率求出反应的速率常数k。（3）利用k值求出半衰期

t1/2=0.6931/k=实验结果与分析(1)旋光管帽不必旋太紧，以不漏水为宜。(2)清洗旋光管时，旋光管两端的盖玻片要放好，以防跌碎。(3)测量前旋光管要润洗。(4)做的过程要观察钠光灯是否熄灭，若熄灭，则再将光源开关上下反复扳动1－2次，使钠光灯点亮为正常，由老师操作。五、注意事项1．蔗糖溶液为什么可以粗略配制？2．蔗糖的转化速度和哪些因素有关？3．反