一级反应蔗糖的水解

1、一级反应蔗糖的水解一、实验目的一、实验目的了解蔗糖水解反应体系中各物质浓度与旋光了解蔗糖水解反应体系中各物质浓度与旋光度之间的关系。度之间的关系。测定蔗糖转化的反应速率常数和半衰期。测定蔗糖转化的反应速率常数和半衰期。了解旋光仪的基本原理，掌握使用方法。了解旋光仪的基本原理，掌握使用方法。 （请参阅物理化学教材P307、346；实验教材P206）t =0时刻蔗糖浓度时刻蔗糖浓度二、实验原理二、实验原理2H Oddcrk cct 蔗蔗糖糖蔗蔗糖糖准一级反应准一级反应cH2Oc蔗蔗蔗糖（右旋）蔗糖（右旋） 果糖（左旋）果糖（左旋） 葡萄糖（右旋）葡萄糖（右旋） +H122211261266126C

2、 H O + H O C H O + C H O kc 蔗蔗糖糖反应速率常数反应速率常数 t 时刻蔗糖浓度时刻蔗糖浓度0lnlnAAcktc(1) 反应的半衰期：反应的半衰期：反应物浓度降低为其初始浓反应物浓度降低为其初始浓度一半时所需要的时间。度一半时所需要的时间。 蔗糖及其转化产物均具有旋光性，可利用反蔗糖及其转化产物均具有旋光性，可利用反应过程中体系的旋光度变化来度量反应进程。应过程中体系的旋光度变化来度量反应进程。蔗糖（右旋）蔗糖（右旋） 果糖（左旋）果糖（左旋） 葡萄糖（右旋）葡萄糖（右旋） +H122211261266126C H O + H O C H O + C H O 20o

3、D 66.6 比比旋旋光光度度：20oD 52.5 20oD 91.9 t1/2ln2/k (2) c:质量浓度质量浓度/gmL-1l:样品管长度样品管长度/cm一定条件下，旋光度与反应物浓度线性相关。一定条件下，旋光度与反应物浓度线性相关。旋光度与比旋光度的关系：旋光度与比旋光度的关系： Kc (3) lc/10 (4)K:比例常数比例常数反应物的比例常数反应物的比例常数00AK c 反反生成物的比例常数生成物的比例常数0AK c 生生反应体系在反应过程中（反应体系在反应过程中（t时刻）的旋光度时刻）的旋光度反应体系在初始旋光度（反应体系在初始旋光度（t=0）(5)(6)AAAtccKcK0

4、生反(7) k将（将（8）、（）、（9）代入（）代入（1）作作(t)t图，由图，由直线斜率求直线斜率求k 。 t1/2000KKKcA生反(8)ttAKKKc生反(9)0lnlnktt(10)三、实验步骤三、实验步骤1.1.了解旋光仪的结构、原理和使用方法了解旋光仪的结构、原理和使用方法1底座底座 2电源开关电源开关 3刻度盘手轮刻度盘手轮 4放大镜盘放大镜盘5视度调节螺旋视度调节螺旋 6刻度盘游标刻度盘游标 7镜筒镜筒 8镜筒盖镜筒盖 9镜盖手柄镜盖手柄 10镜盖连接圈镜盖连接圈 11灯罩灯罩 12灯座灯座2. 用蒸馏水校正旋光仪的零点。用蒸馏水校正旋光仪的零点。3. 测定反应过程中反应体系

5、的旋光度测定反应过程中反应体系的旋光度t 。5g蔗糖蔗糖25mL水水溶解，过滤溶解，过滤滤液滤液25mL4.0molL-1盐酸溶液盐酸溶液混合，装入旋混合，装入旋光仪样品管，光仪样品管，放入旋光仪放入旋光仪计时，读数记录计时，读数记录020min: 每隔每隔2min测量一次旋光度测量一次旋光度2040min: 每隔每隔5min测量一次旋光度测量一次旋光度40100min: 每隔每隔10min测量一次旋光度测量一次旋光度剩余混合液剩余混合液60水浴中水浴中温热温热30 min测旋光度测旋光度 四、实验注意事项四、实验注意事项实验所用的实验所用的HCl溶液应准确配置，并准确量取。溶液应准确配置，并

6、准确量取。整个实验过程应保持恒温。反应液需要预先恒整个实验过程应保持恒温。反应液需要预先恒温，混合后的操作要迅速。温，混合后的操作要迅速。 避免反应液装入旋光管时产生气泡避免反应液装入旋光管时产生气泡 。用水浴加热反应液时，温度不宜过高，以免产用水浴加热反应液时，温度不宜过高，以免产生副反应，使溶液变黄。生副反应，使溶液变黄。五、数据记录和处理五、数据记录和处理将所测的实验数据记录于下表中。将所测的实验数据记录于下表中。以以ln(t - )对对t作图，由所得直线的斜率求出作图，由所得直线的斜率求出k 。计算蔗糖水解反应的半衰期计算蔗糖水解反应的半衰期t1/2 。六、思考题六、思考题（1）实验中先用蒸馏水校正旋光仪的零点，在实验中先用蒸馏水校正旋光仪的零点，在蔗糖转化反应过程中所测的蔗糖转化反应过程中所测的t 是否需要零点是否需要零点校正？为什么？校正？为什么？（2）为什么可以用粗天平和量筒配蔗糖溶液？为什么可以用粗天平和量筒配蔗糖溶液？（3）改变蔗糖溶液的初始浓度和催化剂盐酸的改变蔗糖溶液的初始浓度和催化剂盐酸的浓度对测量出的速率常数浓度对测量出的速率常数k和半衰期