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1、旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数一、实验目的 .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;3.掌握旋光仪的基本原理及其使用方法； 4了解H+对速率常数的影响.二、实验原理 蔗糖转化反应为： C12H2O11（蔗糖）+H2 C6H26(葡萄糖） C6H2O6(果糖） V=KC12H22O1 H06。0 20=550 D201.90 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。该反应为二级反应。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，此反应可视为准一级反应。其动力学方程为式中,k为
2、反应速率常数;C为时间t时的反应物浓度。积分得：式中，C0为反应物的初始浓度。以时间对浓度（t-C)，lnct作图，斜率即为.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.溶液的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、光源波长及温度等因素有关。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: 式中，t为实验温度（)； D为光源波长； 为旋光度; l为液层厚度(m);C为浓度(kg-3）。可知，当其它条件不变时,旋光度与浓度C成正比。即: 式中的是一个与物质旋光能力、液层厚度、溶剂性质、光源
3、波长、温度等因素有关的常数。 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D 26.。产物中葡萄糖也是右旋性物质,其比旋光度D2=52.;而产物中的果糖则是左旋性物质，其比旋光度20=-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。(实验过程中,大约从14020之间，约需45分钟.）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。若反应时间为0,时溶液的旋光度分别用0，,表示。则: 0蔗糖0 (表示蔗糖未转化) （1） =(K蔗糖+K葡萄糖)C (表示蔗糖已完全转化）(2)K反和K生分别为对应反应物与产物之比例常数。 （3)三式联立可以解得：（1
4、)-（2)得（3）（2）得两式代入上式即得： 可见,以n(t)对t作图，由该直线的斜率即可求得反应速率常数k,半衰期t1/。三、仪器与药品 1.仪器：WZ2B自动旋光仪1台； 旋光管只 ; 超级恒温槽1套； 台称1台； 秒表一只; 烧杯（100L） 个; 移液管（25mL）只; 移液管或量筒（50mL）1只 锥形瓶:1 个药品：l溶液（4mo/L、o/L、2molL、1mol/） 蔗糖(分析纯)。 四、实验步骤将恒温槽调节到(50.00。1）恒温，旋光仪先预热20分钟。2.旋光仪零点的校正：旋光管注入蒸馏水,无气泡，旋紧，擦净，调节（圆盘旋光仪）目镜使视野清晰,旋转检偏镜至观察到的三分视野暗度
5、相等为止，记下检偏镜之旋转角,即为旋光仪的零点。WZZ-B自动旋光仪“清零” （本实验中可以不校正零点）3蔗糖水解过程中t的测定:称取0g蔗糖，加入50m蒸馏水配成溶液（若溶液浑浊，应先过滤）。用移液管取25m蔗糖溶液置于10mL烧杯.移取25L4modm3HC溶液于另一10mL烧杯中.将Cl迅速倒入蔗糖中,充分混合，在加入l时开始记时.（若用移液管移取5mL 4mol/Cl溶液直接加入到盛蔗糖溶液的烧杯中,则加入一半时开始计时）将混合液装满旋光管，测量不同时间t时溶液的旋光度t。测定时要迅速准确，当将三分视野暗度调节相同后，先记下时间，再读取旋光度.每隔一定时间，读取一次旋光度，开始时，可每
6、1mi读一次，15in后（读取15个数值）,每2min读一次，再读取1个数值(30mi）.共测定45i,0个数值.。的测定：将混合液（5L4o/LHCl溶液+25mL蔗糖溶液）置于近50的水浴中，恒温30i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，持续约 mi，旋光度不发生变化,可以认为反应完全,此值即可认为是.若旋光度一直在变化,则还没有反应完全. 5。重复上述实验,但将Cl浓度分别改成2moL、ml/L/，分别测其t、a五、注意事项 1。装样品时,速度要快,才能保证初始旋光度在约4（90左右)。旋光管管盖旋至不漏液体即可，不要用力过猛，以免压碎玻璃片。 2。在测定时,通过加
7、热使反应速度加快转化完全，但加热温度不要超过6,减少副反应. 3.酸对仪器有腐蚀，应特别注意，避免酸液滴漏到仪器上。实验结束后必须将旋光管洗净。 。旋光仪中的钠光灯(波长589.3nm）不宜长时间开启,测量间隔较长时应熄灭，以免损坏。 不宜超过4小时,若时间较长,可停用105 min，使钠光灯冷却后，再重新开启使用.六、数据记录与处理 1。将实验数据记录于下表： 温度： 15 盐酸浓度: 4 ol/L a：4.448 ; 反应时间t(s)ataat-aIn（ata）3711944448122。73201.8-.44816。2822.9006271734-4。441.12.78392871732
8、.4416。182873311。63-4.4481682.7745238611544415762。77188481142481。82.7344411。42-。448.8722.765584。32-4.44815.72711。184。415.62。75193311。2164.815.42。7536558211。104-444855522。441896410992-.485。442。397708724.4815。322。7291973010。774。44815.2182.7224791524。4485.2.14695801.54-4。444。98827072584710.4。44886269894
9、286114-.4818582988909102644.4414712。6886632110。2-4.481472688528940.164。448482.6169581。134.44814。82.679889931.1844814462。011329.8944.4814.2。6631910579。87-48426。6606087.2-4。44。22.59611209.6344.4484.082.64489711409606-.44814。0542.6429071109。98444813。962.3592009.284-4.448137322.6197917982-4.4813。632.612
10、313049。05481。502。2381458。4-4.441382593911138488。4483。28.5860918。724448112。7942149.608-.4813.052.592481408.50-4.4482。952561415258。386-。481842.520981558.2482702.54223158.34.4412.678239868208.126-4。44812.742.53131807.8964。812。344.51371777。522-4。481。972.48244187。32481183247063918587.222-4。4411.6。4701907
11、。11-4811。8473781927。002444811.4524399198.52-4。44811。42403温度: 11。75 盐酸浓度： 2mol/L a： 417； 反应时间t（s）taat-In（ata）111804-41715.974.770962351.4.1715.72.7644346411-4。175。7.7510957011。-4.15.672.71746711。3924。175.6。448327701284-4。15452。7786887111.1841715.35227314693411.074171.246.7417100610。724.15。12。1472107610。2-4715032.71081100.864.715。3271481154。56.1714。922。3052151.5414。824696
