物理化学实验：实验9 一级反应速率常数的测定-蔗糖的转化

物理化学实验蔗糖转化反应速率

常数的测定湖南大学化学实验教学中心一

、实验目的二

、实验原理三

、实验仪器和药品五

、数据处理及思考题四

、实验步骤及注意事项湖南大学化学实验教学中心

一

、实验目的1.

了解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和半衰期；3.

了解旋光仪的基本原理

，

掌握其使用方法。湖南大学化学实验教学中心蔗糖葡萄糖果糖一级反应的动力学方程为

：

积分得：

ln

c

=-kt+

ln

cn半衰期：以lnc对t作图

，

可得一直线

，

由直线斜率即可求反应速率常数k。湖南大学化学实验教学中心

二

、实验原理蔗糖

葡萄糖果糖旋光度：

含有不对称碳原子的有机物可以使通过其中的一

束偏振光的偏振面旋转某一角度。右旋性：

偏振面顺时针旋转；>0如：

蔗糖、葡萄糖左旋性：

偏振面逆时针旋转；

<0

如：

果糖t

:实验温度(℃)；

D

:光源波长；比旋光度

:

l

:液层厚度(m)；:旋光度；c

:浓度

(kg

·m-3)。已知:蔗糖[]=66.5

°,葡萄糖[]=52.0

°,

果糖[]=-91.9

°

旋光度法C,H;0,+H,0

—巴→C,H,O。+C:H,0。湖南大学化学实验教学中心可知：代入

ln

c=-kt+ln

c,

ln(a,-a。)=-kt+In(e,-a)测定不同t时刻反应系统的t及反应完全时（t=

∞)

的旋光度

∞

,以ln

(t-∞)对t作图，

由斜率求k，

再求半衰期

/2

。湖南大学化学实验教学中心当其他条件不变时，

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，t，

∞时溶液的旋光度分别用0

，t，

∞表示，

则:

蔗糖

葡萄糖

果糖u,=(B+B)c,仪器：WZZ

－2A自动旋光仪1台；

旋

光管；托盘天平1台；

200

ml碘量瓶1个；25ml移液管

2支；

50ml量筒1个；

100ml

烧杯1个。试剂：蔗糖

(A.R.)；

HCl

(4mol

·dm-3溶液；

蒸馏水。 三

、实验仪器和药品湖南大学化学实验教学中心3.装好待测样

，

按下“测量

”；

数显窗将显示该样品的旋光度；注意：1.换样品时应用待测液润洗；2.避免旋光管内产生气泡；3.装样毕，

用滤纸把外壁擦干，

两端

镜片用擦镜纸吸干；4.避免酸液滴漏到仪器上。1.打开电源开关

、光源

，

预热

;2.校正零点；a.洗净旋光管；b.注入蒸馏水校正旋光仪的零点；c.按“采零”键。

旋光仪使用流程4.用毕

，

应依次关闭测量湖、南大

化

实、验教

开关

，

洗净旋光管。

四

、实验步骤1.配制溶液；用托盘天平称取12.5g蔗糖于烧杯中，

量筒取50ml蒸馏水，

混合，

玻棒搅拌至溶解。2.测定反应过程中反应体系的旋光度t；移液管取50ml蔗糖溶液于锥形瓶中移液管取50mlHCl溶液倒入蔗糖溶液之中迅速混合HCl倒入一半时，按动秒表然后将溶液装入旋光管，

盖

好，

擦净后立

即放入旋光仪取少许混合

液润洗旋光管2～3次测定旋光度t开始计湖

大学化学实验教学中心注意：

测定∞时，

通过加热来使反应速度加快转化完全；

但水浴温度不宜过高，

以免发生副反应，

使溶液变黄。湖南大学化学实验教学中心测定剩余混合液于60℃水浴中

温热30min，

取出，

冷至

室温，

测旋光度3.

∞的测定。准备工作与

t同时进行测定t

注意事项

旋光仪规范操作；读取数据原则：

前密后疏；整个实验过程应保持恒温

。混合后的操作要

迅速

，

尽早读取数据

，

勿忘计时。湖南大学化学实验教学中心>

以ln

(

t

∞)对t作图

，

由所得直线的斜率求出k。-实验温度：

HCl浓度：=反应时间t

t-

ln

(

t-

)/min 五

、实验数据和处理>计算蔗糖水解反应的半衰期t1/2

。湖南大学化学实验教学中心

思考问题1.实验中

，