文档介绍：旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数Ⅰ.目的要求一、了解旋光仪的基本原理,掌握其使用方法。二、测定蔗糖水解转化反应的速率常数和反应的半衰期。Ⅱ.基本原理蔗糖在水中会水解转化为葡萄糖与果糖:C12H22O11+H2O???HC6H12O6+C6H12O6蔗糖葡萄糖果糖这是一个二级反应。在水中此反应进行很慢,通常需在H+催化下进行。由于反应时水是大量存在的,可以认为反应过程中水的浓度是不变的,而H+离子只起催化作用,浓度也保持不变,因此蔗糖转化反应可以看为一级反应,即所谓准一级反应。一级反应的反应速率方程为AAkcdtdc??(9-1)式中k为反应速率常数,cA为时间t时的反应物浓度。积分上式可得????cctAAkdtcdc0(9-2)AA??lnln0(9-3)0lnlnAAcktc???(9-4)式中cA0为反应物反应开始时的浓度。?时,t用t1/2表示,称为反应半衰期。??(9-5)本实验中反应物和生成物均具有旋光性,且旋光能力不同,故可采用体系在反应过程中旋光度变化来量度反应的进程。量度旋光度所用的仪器称为旋光仪。测得旋光度的大小与溶液中所含的旋光物质的旋光能力、溶剂的性质、溶液的浓度、样品管的长度、光的波长以及温度等均有关。在其它条件均固定时,旋光度α与反应物浓度成正比α=kc物质的旋光能力用比旋光度来量度,比旋光度由下式来表示cLD????20][式中20表示实验温度为20℃,D表示所用为钠光源D线,波长为589nm,α为测得的旋光度,L为样品管长度(m),c为样品浓度(kg/m3)。当温度、光源波长及溶剂一定时,各种物质的tD][?为一定值,如以水为溶剂时,蔗糖的20][D?=+°,葡萄糖的20][D?=+°,果糖的20][D?=-°。当比旋度、旋光管的长度一定时,溶液的旋光度α与物质B的浓度cB成正比,即α=kBcB(9-6)式中kB为比例常数。反应开始时,系统的旋光度为正值,随着反应的进行,溶液中葡萄糖和果糖逐渐增多,虽然二者的浓度相等,但由于果糖的左旋性比葡萄糖的右旋光性大,因此系统的旋光度不断变小,且由正值变为负值,即系统旋光性由右旋逐渐变为左旋。设系统的起始旋光度为α0,时间t时的旋光度为αt,反应终了时的旋光度为??,依据(9-6)式可得00Ack蔗??(9-7)??kkck????0)(果葡蔗?(9-8)0)(Ackk果葡????(9-9)由(9-7)、(9-8)、(9-9)三式联立可解得??果葡蔗kkkcA???????00(9-10)??果葡蔗kkkctA???????(9-11)将此两式代入(9-2)式并整理可得)ln()ln(0???????????ktt(9-12)由tt对)ln(????作图得一直线,由直线斜率可求出反应速率常数k。Ⅲ.仪器试剂旋光仪1台超级恒温槽(公用)1台秒表1只容量瓶(50ml)1只锥形瓶(100ml)1只移液管(25ml)2只吸耳球1只台称(公用)1台蔗糖(分析纯)盐酸溶液(2mol/L)Ⅳ.实验步骤一、参阅附录中有关旋光仪部分,熟悉旋光仪的构造、原理和使用方法。二、校正旋光仪零点打开旋光仪电源开关,预热几分钟。然后将已洗净的旋光管的一端的盖子旋紧,由另一端向管内装满蒸馏水,使水形成一凸出的液面,取玻璃盖片从旁边轻轻推入盖好,再旋紧套盖,勿使