蔗糖水解速率常數(shù)的測(cè)定

1、蔗糖水解速率常數(shù)的測(cè)定祁波031131104一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?根據(jù)物質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)研究蔗糖水解反應(yīng)，測(cè)定其反應(yīng)速率常數(shù)和半衰期。2了解反應(yīng)物濃度與反應(yīng)體系旋光度之間的關(guān)系。3掌握旋光儀的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)原理蔗糖溶液在酸性介質(zhì)中可水解生成葡萄糖和果糖。反應(yīng)如下：612661262112212OHCOHCOHOHC???（蔗糖）（葡萄糖）（果糖）水解反應(yīng)中，水是大量的，雖然有部分水分子參加了反應(yīng)，但與溶質(zhì)濃度的改變相比可以認(rèn)為它的濃度是恒定的，

2、而且氫離子是催化劑，其濃度也保持不變，故反應(yīng)速率只與蔗糖濃度有關(guān)，可視為一級(jí)反應(yīng)，其速率方程為：（1）dckcdt??積分上式得：（2）0lncktc?反應(yīng)的半衰期與反應(yīng)速率常數(shù)的關(guān)系式為：（3）12ln20.693tkk??由積分式不難看出：只要測(cè)得不同反應(yīng)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的反應(yīng)物濃度，就可以lnc對(duì)c作圖得到一條直線，由直線斜率求得反應(yīng)速率常數(shù)。然而，反應(yīng)是在不斷進(jìn)行，要快速分析出不同時(shí)刻反應(yīng)物的濃度是困難的。在本實(shí)驗(yàn)中，蔗糖及其水解產(chǎn)物都

3、具有旋光性，即能夠通過(guò)它們的偏振光的偏振面旋轉(zhuǎn)一定的角度(該角度稱為旋光度，常以α符號(hào)表示)，來(lái)量度其濃度。蔗糖是右旋的，水解混合物是左旋的，所以隨水解反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)體系的旋光度會(huì)由右旋逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樽笮?，因此可以利用體系在反應(yīng)過(guò)程中旋光度的改變來(lái)量度反應(yīng)的進(jìn)程。測(cè)定物質(zhì)旋光度所用的儀器稱為旋光儀。溶液的旋光度與溶液中所含旋光物質(zhì)的旋光能力，溶劑性質(zhì)、溶液濃度、樣品管長(zhǎng)度、光源波長(zhǎng)和溫度等因素有關(guān)。（4）??MCLt???????式中為比

4、旋光度，可以量度物質(zhì)的旋光能力，為所用光源的波長(zhǎng)，一般用鈉光的D??t???用移液管吸取20％蔗糖溶液25mL放入叉形反應(yīng)管一側(cè)，再用另一支移液管吸取25mL1.8molLHCl溶液放入叉形反應(yīng)管的另一側(cè)，將叉形管置于298.2K的恒溫槽中恒溫，恒溫大約十分鐘后，搖動(dòng)叉形反應(yīng)管，使溶液混合并同時(shí)開(kāi)始記時(shí)。把溶液搖勻，用此溶液蕩洗旋光管2次一3次后，裝滿旋光管，擦干玻片，勿使留有氣泡。由于溫度已改變，需將旋光管再置于恒溫槽中恒溫10min

5、左有，取出擦干，放入旋光儀中，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行時(shí)間達(dá)15min時(shí)，測(cè)定旋光度(因?yàn)樾舛入S時(shí)間而改變。溫度在觀察過(guò)程中亦在變化，所以測(cè)定時(shí)要力求動(dòng)作迅速熟練)，然后將旋光管重新置于恒溫措中恒溫，再按下述步驟測(cè)定不同時(shí)間的旋光度。在開(kāi)始測(cè)定的第一小時(shí)內(nèi)每隔一刻鐘測(cè)定一次，第二、三小時(shí)內(nèi)每隔30min測(cè)定一次，以后可以每隔一小時(shí)測(cè)定一次，如此測(cè)定直至旋光度由右變到左為止。另取25mL20％的蔗糖溶液和25mL1.8molLHCl溶液在308.2K

6、下進(jìn)行反應(yīng)速率的測(cè)定(每5min讀一次直至為負(fù)值)。?要使蔗糖完全水解，通常需48h左右，為了加速實(shí)驗(yàn)進(jìn)度，可把叉形反應(yīng)管中剩余的混合液放在3232K左右的水浴中加熱(溫度過(guò)高會(huì)引起其他副反應(yīng))2h左右，使反應(yīng)接近完成，然后取出使其冷卻至測(cè)定溫度，測(cè)定其旋光度即為的數(shù)值。??五、注意事項(xiàng)1蔗糖在配制溶液前，需先經(jīng)380K烘干。2在進(jìn)行蔗糖水解速率常數(shù)測(cè)定以前，要熟練掌握旋光儀的使用，能正確而迅速地讀出其讀數(shù)。3旋光管管蓋只要旋至不漏水即