蔗糖水解反应速率常数的测定.doc

;;,并掌握其正确的操作技术。实验原理一级反应的速率方程可由下式表示:-积分可得:lnc=-kt+lnc0式中c0为反应物的初始浓度,c为t时刻反应物的浓度,k为反应速率常数。一级反应的半衰期为:t1/2=从上式可以看出,一级反应的半衰期与起始浓度无关。这是一级反应的一个特点。若用lnc对t作图应为一直线。这是一级反应的另一个特点,由直线的斜率可求速率常数k。然蔗糖在水中转化成葡萄糖与果糖,其反应为:C12H22O11(蔗糖)+H2OC6H12O6(葡萄糖)+C6H12O6(果糖)为使水解反应加速,常以酸为催化剂,故反应在酸性介质中进行。此反应的反应速率与蔗糖的浓度、水的浓度以及催化剂H+的浓度有关。但反应过程中,由于水是大量的,可认为水的浓度基本是恒定的,且H+是催化剂,其浓度也保持不变,故反应速率只与蔗糖的浓度有关,所以蔗糖水解反应可看作是一级反应。蔗糖及水解产物均为旋光性物质,但他们的旋光能力不同,故可以利用体系在反应过程中旋光度的变化来度量反应进程,测量旋光度所用的仪器称为旋光仪。溶液旋光度与溶液中所含旋光物质的种类、浓度、溶剂的性质、液层厚度、光源的波长及温度等均有关系。在蔗糖水解反应中,反应物蔗糖是右旋性物质,比旋光度为[α]20D=°,生成物中葡萄糖也是右旋性物质,比旋光度为[α]20D=°,而果糖则是左旋性物质,[α]20D=-°。随着反应的进行,右旋角不断减小。当反应进行到某一时刻,体系的旋光度经过零点,然后左旋角不断增加。当蔗糖完全转化时,左旋角达到最大值α∞。设蔗糖尚未转化时,体系最初的旋光度为α0=K反c0 ①最终系统的旋光度为α∞=K生c0 ②当时间为t时,蔗糖浓度为c,此时旋光度为αtαt=K反c+K生(c0-c) ③联立①、②、③式可得:c0==K(α0-α∞) ④ c==K(αt-α∞) ⑤将④、⑤两式代入速率方程即得:ln(αt-α∞)=-kt+ln(α0-α∞)我们以ln(αt-α∞)对t作图可得一直线,从直线的斜率可求得反应速率常数k,也可求反应的半衰期。实验仪器、试剂仪器:旋光仪、恒温水槽一套、停表、50mL移液管、150mL锥形瓶、烧杯、天平、洗耳球,玻璃棒药品:蔗糖(AR)、盐酸(3mol/L,AR)实验步骤一、。,并将水浴恒温槽的温度控制在60℃,可用来校正仪器的零点。将旋光管的一端盖子旋紧,由其另一端加入蒸馏水,然后旋紧套盖,但不要过紧,以不漏水为准。如果管中有气泡,可将气泡导入旋光管粗肚部分。用滤纸