11 实验十一蔗糖水解反应速率常数的测定

1、 1、根据物质的光学性质研究蔗糖水解反应；2、测定蔗糖水解反应的速率常数和半衰期；3、了解旋光仪的基本原理,掌握旋光仪的使用方法。一、实验目的：一、实验目的：C12H22O11(蔗糖蔗糖)+H2O C6H12O6 (葡萄糖葡萄糖)+ C6H12O6(果糖果糖)蔗糖在水中水解成葡萄糖和果糖的反应为： 由于蔗糖液较稀，水是大量的，反应达终点时，虽然有部分水分子参加了反应，但与溶质（蔗糖）浓度相比可以认为它的浓度没有改变。因此，在一定的酸度下，反应速度只与蔗糖的浓度有关，该反应可视为一级反应（动力学中称之为准一级反应），表示为：二、实验原理：二、实验原理：kcdtdckdtcdcttccdtkcdc

2、000lnlncktc半衰期为：半衰期为：kkt693.02ln21 蔗糖蔗糖 葡萄糖葡萄糖 果糖果糖 体系旋光度体系旋光度 t=0浓度浓度c0 0 0 0（正）（正） t c c0c c0c t t 0 c0 c0 （负）（负） 右旋右旋 右旋右旋 左旋左旋20D 反应时间为反应时间为0 时时旋光度旋光度 0=K反反c0反应时间为反应时间为t 时旋光度时旋光度t=K反反c+K生生（c0-c）反应时间为反应时间为 时时 旋光度旋光度 =K生生c0联立以上三式可得：联立以上三式可得：ln(t-)=-k. t+ln(0-) 以以 ln(t-) 对对t 作图得一直线，由直作图得一直线，由直线斜率可求

3、得反应速率常数线斜率可求得反应速率常数k。三、三、仪器和试剂仪器和试剂旋光仪 1台超级恒温槽 1套秒表 1个移液管（25cm3 ） 2支洗耳球 1个洗瓶（250cm3 ） 1个蔗糖（分析纯）2.0moldm-3HCl溶液旋光仪示意图旋光仪示意图钠光钠光灯源灯源样品管样品管放置处放置处焦距调焦距调节旋钮节旋钮示数刻示数刻度窗度窗调节旋光度调节旋光度数值旋钮数值旋钮样品管：样品管：三分视场三分视场观察窗口观察窗口1.调试恒温槽20恒温，然后将旋光管的外套接上恒温水，如图24-1。 2.校正旋光仪的零点：用蒸馏水将旋光管洗净并注满，调整旋光度数值旋钮，使仪器三分视场颜色一致，如下图中间所示，读取旋光

4、度数值，做零点。四、实验步骤：四、实验步骤： 不对 对 不对 3. 蔗糖水解过程中旋光度at的测定：称取10g蔗糖，溶于蒸馏水中用50ml容量瓶配置成溶液。如溶液混浊需要进行过滤，用移液管取25ml蔗糖溶液和50ml 2mol/L HCl溶液分别注入两个100ml干燥的锥形瓶中，并将此两个锥形瓶同时置于恒温槽中恒温1015分钟，待恒温后，取25ml 2mol/L HCl溶液加到蔗糖溶液的锥形瓶中混合，并在HCI溶液加入一半时开动停表作为反应的开始时间，不断震荡摇动，迅速取小量混合液洗净旋光管两次，然后以此混合液注满选光管，盖好玻璃片，旋紧套盖（检查是否漏液，有气泡），擦净选光管两端玻璃片，立刻

5、置于旋光仪中，盖上槽盖，盖上黑布。测量不同水解时刻溶液旋光度at的值，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，在读取旋光度数值。可在测定第一个旋光度数值之后的5分、10分、15分、20分、30分、50分、75分、100分钟各测一次。4、旋光度a的测定 为了得到反应终了时的旋光度a，将步骤3中的混合液保留好，48小时后重新恒温观测其旋光度，此值为a。也可将剩余的混合液置于60左右的水浴中温热30分钟，以加速水解反应，然后冷却至实验温度，按上述操作，测其旋光度，此值即可认为是a。需要注意，测到30分钟后，每次测量间隔时应将钠光灯熄灭，以免因长期过热使用而损坏，但下一次测量之前10

6、分钟打开钠光灯，使光源稳定。另外，实验结束时应立刻将旋光管洗净擦干，防止酸对旋光管腐蚀。五、五、实验数据记录和处理时间t/min5101520温度/t /()(t-)/()ln(t-)/()时间t/min305075100温度/t /()(t-)/()ln(t-)/()1.以以ln（at- a）对）对t作图作图,并由直线的斜率并由直线的斜率求出反应速率常数求出反应速率常数k。2.由截距求得由截距求得a0 。然后，也可以由。然后，也可以由（24-24-1010）式求各个时间的式求各个时间的k值，再求值，再求k的平均的平均值值3.由由k值计算该反应的半衰期。值计算该反应的半衰期。kk693. 02lnt21注意事项注