文档介绍：实验九旋光度法测定蔗糖转化反应的速率常数和活化能
一、实验目的
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二、实验原理
蔗糖转化反应为:
C12H22O11+H2O → C6H12O6 + C6H12O6
蔗糖葡萄糖果糖
为使水解反应加速,常以酸为催化剂,故反应在酸性介质中进行。由于反应
中水是大量的,可以认为整个反应中水的浓度基本是恒定的。而 H+是催化剂,
其浓度也是固定的。所以,此反应为准一级反应。其动力学方程和半衰期公式为
C蔗糖,0 ln 2
ln = kt t1/2 =
C蔗糖 k
CC蔗糖,0 , 蔗糖可通过旋光仪测反应体系旋光度α来求之。
α与体系中所含旋光性物质的旋光能力、浓度、溶剂的性质、样品管长度、
光源波长及温度等因素有关。
α= lC α t
[ ]D
式中, α t 为反映物质旋光能力的比旋光度,t 为实验温度(℃); D 为旋光仪所用
[ ]D
的钠光源波长(即 589nm);α为旋光度; l 为样品管长度(m); C 为浓度(kg·m-3)。
当其它条件不变时,旋光度α与浓度 C 成正比。即:
α= KC
式中的 K 是一个与物质旋光能力、溶剂性质、样品管长度、光源波长、温
度等因素有关的常数。
蔗糖的比旋光度α t =、葡萄糖α t =、果糖α t = -°。随水解
[ ]D [ ]D [ ]D
反应的进行,右旋角不断减小,最后经过零点变成左旋,直至蔗糖完全转化、左
旋度达最大值α∞。
C12H22O11+H2O → C6H12O6 + C6H12O6
tC= 0, 蔗糖,0
ttC=−, 蔗糖,0 x x x
t =∞,0 C蔗糖,0 C蔗糖,0
α0 =KC蔗糖蔗糖,0 +α E
αtE=−++KC蔗糖() 蔗糖,0 xKxKx葡萄糖果糖+α
α∞=+KC葡萄糖蔗糖,00 KC 果糖果糖, +α E
则
αt −=α0 ()KKK葡萄糖+ 果糖−蔗糖 x
α∞−=α0 ()KKKC葡萄糖+ 果糖−蔗糖蔗糖,0
有
α−α x
t 0 =

αα∞− 0 C蔗糖,0
α−α x
0 t =
即
αα0 −∞ C蔗糖,0
α−α
xC= 0 t
蔗糖,0
αα0 −∞
C蔗糖,0
动力学方程 ln = kt 变为
C蔗糖
C
ln 蔗糖,0 = kt

αα0 − t
CC蔗糖,00−蔗糖,
αα0 −∞
α−α
ln 0 ∞= kt

ααt −∞
ln(αt −=−+−αα∞∞)kt ln(0 α)
以 ln(αt −α∞) 对 t 作图为一直线,由该直线的斜率即可求得反应速率常数 k。
升高温度测得另一温度下的 k,代入下式

k2 Ea ()TT11−
ln =
kRTT112
即可求出该反应的Ea 。
三、仪器与药品
1、仪器
旋光仪 1 台; 恒温旋光管 1 只; 超级恒温槽 1