蔗糖水解反应速率常数的测定.doc

蔗糖水解反应速率常数的测定序号:学生姓名:学号:学院:化学化工学院班级:10级制药班专业:制药工程指导老师:实验名称:蔗糖水解反应速率常数的测定实验日期:2012年5月9日实验室:7408同组者:实验八蔗糖水解反应速率常数的测定一、,测定其反应速率常数。,掌握其使用方法。二、实验原理蔗糖在水中转化成葡萄糖与果糖,其反应为:,HCHO+HOCHO+CHO1222112,,,61266126(蔗糖)(葡萄糖)(果糖)+它属于二级反应,在纯水中此反应的速率极慢,通常需要在H离子催化作用下进行。由于反应时水大量存在,尽管有部分水分子参与反应,仍可近似地认为整个反应过程中水的浓度是恒定的,而且+H是催化剂,其浓度也保持不变。因此在一定浓度下,反应速度只与蔗糖的浓度有关,蔗糖转化反应可看作为一级反应。一级反应的速率方程可由下式表示:dc-=ckdt式中:c为蔗糖溶液浓度,k为蔗糖在该条件下的水解反应速率常数。令蔗糖开始水解反应时浓度为c,水解到某时刻时的蔗糖浓度为0c,对上式进行积分得:tc0ln=kttc该反应的半衰期与k的关系为:212t=lnk蔗糖及其转化产物,都具有旋光性,而且它们的旋光能力不同,故可以利用体系在反应进程中旋光度的变化来度量反应进程。测量物质旋光度所用的仪器称为旋光仪。溶液的旋光度与溶液中所含旋光物质的旋光能力,溶剂性质,溶液浓度,样品管长度及温度等均有关系。当温度、波长、溶剂一定时,旋光度的数值为:t,,,LC[],,KCD或式中L为液层厚度,即盛装溶液的旋光管的长度;C为旋光物质t的体积摩尔浓度;[α]为比旋光度;t为温度;D为所用光源的波长。D在其他条件不变的情况下,旋光度α与反应物浓度C呈正比。即,,KC'K'比例常数与物质旋光能力,溶剂性质,样品管长度,光源的波长,溶液温度等有关。可见,旋光度与物质的浓度有关,且溶液的旋光度为各组分旋光度之和。20,,,作为反应物的蔗糖是右旋性物质,其比旋光度=;生成物D20,,,中葡萄糖也是右旋性物质,其比旋光度=,但果糖是左旋性D20,,,物质,其比旋光度=,。由于生成物中果糖的左旋性比葡萄D糖右旋性大,所以生成物呈左旋性质。因此随着反应的进行,体系的右旋角不断减小,反应至某一瞬间,体系的旋光度可恰好等于零,而后就变成左旋,直至蔗糖完全转化,这时左旋角达到最大值α。?反应过程浓度变化转变为旋光度变化:,HCHO+HOCHO+CHO,,,t=0C000t=-Ct0t0tt=?0CC00当t=0时,溶液中只有蔗糖,溶液的旋光度值为:α=KC(1)0蔗糖0当t=?时,蔗糖完全水解,溶液中只有葡萄糖和果糖。旋光度为:α=(K+K)C(2)葡果0?当t=t时,溶液中有蔗糖、果糖和葡萄糖,此时旋光度为:α=KC+(K+K)(C-C)(3)t蔗糖t葡果0t联立(1)、(2)、(3)式可得:,,,0,C=(4)0K,K反生,,,t,C=(5)tK,K反生c0ln=ktt将(4)、(5)两式代入即得:c(-),,0,ktln=(-),,t,即ln(α,α)=,kt+ln(α,α)t?0?我们以ln(α,α)对t作图可得一直线,从直线的斜率可求得t?反应速率常数k。可通过作图求的α。0三、仪器与试剂旋光仪(1台);