文档介绍：宁 波 工 程 学 院
物理化学试验汇报
试验名称 试验八 蔗糖水解反应速率常数测定
一、试验目标
1. 了解蔗糖水解反应体系中各物质浓度和旋光度之间关系。
2. 测定蔗糖水解反应速率常数和半衰期。
，掌握其正确操作技术。
二、试验原理
反应速率只和某反应物浓度一次方成正比反应称为一级反应，速率方程可由下式表示：
—
式中c为时间t时反应物浓度，k为反应速率常数。
积分可得： lnc=－kt + lnc0
式中c0为反应开始时反应物浓度。
当c= c0/2时，对应t可用t1/2表示，称为反应半衰期，即反应物浓度反应掉二分之一所用时间，得一级反应半衰期为： t1/2=
蔗糖在水中转化成葡萄糖和果糖，其反应为：
C12H22O11 + H2OC6H12O6 + C6H12O6
(蔗糖) (葡萄糖) (果糖)
它属于二级反应，在纯水中此反应速率极慢，通常需要在H+离子催化作用下进行。因为反应时水大量存在，尽管有部分水分子参与反应，仍可近似地认为整个反应过程中水浓度是恒定，而且H+是催化剂,其浓度也保持不变。所以蔗糖转化反应可看作为一级反应。
蔗糖及其转化产物，全部含有旋光性，而且它们旋光能力不一样，故能够利用体系在反应进程中旋光度改变来度量反应进程。
测量物质旋光度所用仪器称为旋光仪。溶液旋光度和溶液中所含旋光物质旋光能力，溶剂性质，溶液浓度，样品管长度及温度等全部相关系。当其它条件均固定时，旋光度α和反应物浓度c呈线性关系，即
α=Kc
式中百分比常数K和物质旋光能力，溶剂性质，样品管长度，温度等相关。
物质旋光能力用比旋光度来度量，比旋光度用下式表示：
式中“20”表示试验时温度为20℃，D是指用纳灯光源D线波长（即589毫微米），α为测得旋光度，l为样品管长度（dm），cA为浓度（g/100mL）。
作为反应物蔗糖是右旋性物质，其比旋光度=°；生成物中葡萄糖也是右旋性物质，其比旋光度=°，但果糖是左旋性物质，其比旋光度=－°。因为生成物中果糖左旋性比葡萄糖右旋性大，所以生成物呈左旋性质。所以伴随反应进行，体系右旋角不停减小，反应至某一瞬间，体系旋光度可恰好等于零，以后就变成左旋，直至蔗糖完全转化，这时左旋角达成最大值α∞。
设最初系统旋光度为 α0=K反cA,0 （t=0，蔗糖还未水解） （1）
最终系统旋光度为 α∞=K生cA,0 （t=∞，蔗糖已完全水解） （2）
当初间为t时，蔗糖浓度为cA，此时旋光度为αt
αt= K反cA+ K生(cA,0－cA) (3）
联立（1）、（2）、(3)式可得：
cA,0==K′（α0－α∞） (4)
cA== K′（αt－α∞） (5)
将（4）、（5）两式代入速率方程即得：
ln(αt－α∞)=－kt+ln（α0－α∞）
我们以ln(αt－α∞)对t作图可得一直线，从直线斜率可求得反应速率常数k，深入也可求算出t
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