蔗糖水解反应速度常数的测定.doc

实验七 蔗糖水解反应速度常数的测定
一、实验目的
1．根据物质的光学性质研究蔗糖水解反应，测定其反应速度常数。文档收集自网络，仅用于个人学习
2．了解旋光仪的基本原理、掌握使用方法。个人收集整理 勿做商业用途
3．学习用Origin或Excel处理实验数据。文档收集自网络，仅用于个人学习
二、实验原理
蔗糖在水中水解成葡萄糖与果糖的反应为：资料个人收集整理，勿做商业用途
为使水解反应加速，反应常常以H3O+作催化剂，故在酸性介质中进行。水解反应中水是大量的，反应达终点时虽有部分水分子参加反应，但与溶质浓度相比可认为它的浓度没有改变，故此反应可视为一级反应，其动力学方程式为：文档收集自网络，仅用于个人学习
（7-1）
或 （7-2）文档来自于网络搜索
式中：为反应开始时蔗糖的浓度，为时间时蔗糖的浓度。当时，可用表示，即为反应的半衰期。个人收集整理 勿做商业用途
（7-3）
上式说明一级反应的半衰期只决定于反应速度常数而与反应物起始浓度无关，这是一级反应的一个特点。资料个人收集整理，勿做商业用途
蔗糖及其水解产物均为旋光物质。当反应进行时，如以一束偏振光通过溶液则可观察到偏振面的转移。蔗糖是右旋的，水解的混合物中有左旋的，所以偏振面将由右边旋向左边。偏振面的转移角度称之为旋光度，以
表示。因此可利用体系在反应过程中旋光度的改变来量度反应的进程。溶液的旋光度与溶液中所含旋光物质的种类、浓度、液层厚度、光源的波长以及反应时的温度等因素有关。文档来自于网络搜索
为了比较各种物质的旋光能力引入比旋光度这一概念并以下式表示文档来自于网络搜索
（7-4）
式中，t为实验时的温度；D为所用光源的波长，为旋光度，l为液层厚度（常以10cm为单位）；c为浓度（常用100mL溶液中溶有m克物质来表示），式可写成：文档收集自网络，仅用于个人学习

或 （7-5）个人收集整理 勿做商业用途
由（7-5）式可以看出，当其他条件不变时，旋光度与反应物浓度成正比，即文档收集自网络，仅用于个人学习
（7-6）
式中K是与物质的旋光能力、溶液层厚度、溶剂性质、光源的波长、反应时的温度等有关系的常数。资料个人收集整理，勿做商业用途
蔗糖是右旋性物质（比旋光度，产物中葡萄糖也是右旋性物质（比旋光度）果糖是左旋性物质（比旋光度），因此当水解反应进行时，右旋角不断减小，当反应终了时体系变成左旋。个人收集整理 勿做商业用途
因为上述蔗糖水解反应中，反应物与生成物都具有旋光性。旋光度与浓度成正比且溶液的旋光度为各组成旋光度之和（加合性）。若反应时间为0、t、∞时溶液的旋光度各为，则可导出：资料个人收集整理，勿做商业用途
（7-7）
可改写为