文档介绍：实验五旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数参阅复旦大学等编庄继华等修订《物理化学实验》。。,掌握旋光仪的正确使用方法。二实验原理蔗糖在水中转化成葡萄糖与果糖,其反应为:+H2O+它是一个二级反应,在纯水中此反应的速率极慢,通常需要在H+离子作用下进行。由于反应时水大量存在的,尽管有部分水分子参加了反应,仍可近视认为整个反应过程中水的浓度时恒定的;而且H+是催化剂,其浓度也保持不变。因此蔗糖转化反应可看作为一级反应。一级反应的速率方程可由下式表示:-=kc(1)c为时间t时的反应物浓度,k为反应速率常数。积分可得lnc=-kt+lnc。(2)c为反应开始时反应物浓度。当c=-C0时,时间t可用t表示,即为反应半衰期:t==(3)从(2)式,不难看出,在不同时间测定反应物的相应浓度,并以lnc对t作图,可得一直线,由直线斜率即可求得反应速率常数K。然而反应是不间断进行的,要快速分析出反应物的浓度是困难的。但蔗糖及其转化产物,都具有旋光性,而且它们的旋光能力不同,故可以利用体系在反应进程中旋光度的变化来度量反应的进程。测量物质旋光度所用的仪器称为旋光仪。溶液的旋光度与溶液中所含旋光物质的旋光能力、溶剂性质。溶液浓度。样品管长度及温度等均有关系。当其他条件均固定时,旋光度а=βc(4)式中比例常数β与物质旋光能力、溶剂性质、样品管长度、温度等有关。物质的旋光能力用比旋光度来度量,比旋光度用下式表示:=(5)其中右上角的“20”表示实验时温度为20℃,D是指用钠灯光源D线的波长(即589nm),а为测得的旋光度(。),l为样品管长度(dm),CA为浓度(g/100mL)。作为反应物的蔗糖是右旋性物质,其比旋光度=。;生成物中葡萄糖也是右旋性物质,其比旋光度=。,但是果糖是左旋光性物质,其比旋光度=-。。由于生成物中果糖的左旋性比葡萄糖右旋性大,所以生成物呈现左旋性性质。因此随着反应的进行,体系的右旋角度不断减小,反应至某一瞬间,体系的旋光度可恰好等于零,之后就变成左旋,直至蔗糖完全转化,这时左旋角达到最大值а∞。设体系最初的旋光度为а。=β反c。(t=0,蔗糖尚未转化)(6)体系最终的旋光度为а∞=β生c。(t=∞,蔗糖完全转化)(7)β反和β生分别为反应物与生成物的比例常数。当时间为t时,蔗糖浓度为c,此时旋光度为at,即at=β反c。+β生(c。-c)(8)由(6)、(7)、(8)联立可解得c。==β′(а。-а∞)(9)c==β′(аt-а∞)(10)将(9)和(10)代入(2)式即得ln(аt-а∞)=-kt+ln(а。-а∞)(11)显然,以ln(аt-а∞)对t作图可得到直线,从直线斜率即可求得反应数率常数K。三仪器与试剂WZZ-2B自动旋光仪,样品管,秒表,恒温槽,量筒,锥形瓶蔗糖水溶液20克/100ML;盐酸水溶液3moldm-。恒温槽调至55℃。。按下“光源”和“测量”。预热10分钟后,洗净样品管,然后在样品管中装人蒸馏水(注意样品管中不要有气泡),测量蒸馏水的旋光度,之后清零。,先把蔗糖倒入干净干燥的锥形瓶