蔗糖水解29580.pptVIP

化学化工实验中心 物理化学实验课件 二、实验原理 二、实验原理 二、实验原理 * 物理化学实验（EXPERIMENTS OF PHYSICAL CHEMISTRY） 南通大学（Nantong University） * 制作：张跃华 张其平 蔗糖水解反应速率常数的测定 1、测定蔗糖转化反应的速率常数和半衰期； 2、了解旋光仪的基本原理,掌握旋光仪的正确使用方法。 一、实验目的 蔗糖水解反应速率常数的测定 二、实验原理 C12H22O11（蔗糖）+H2O → C6H12O6 葡萄糖 + C6H12O6（果糖） H+ 由于蔗糖液较稀，水是大量的，反应达终点时，虽然有部分水分子参加了反应，但与溶质（蔗糖）浓度相比可以认为它的浓度没有改变。因此，在一定的酸度下，反应速度只与蔗糖的浓度有关，该反应可视为一级反应（动力学中称之为准一级反应），表示为： 半衰期为： 蔗糖水解反应速率常数的测定 H2O ＋ C12H22O11 蔗 C6H12O6 葡 ＋ C6H12O6 果 H＋ ? ? ? 蔗糖 葡萄糖 果糖 体系旋光度 t 0 浓度c0 0 0 α0（正） t c c0－c c0－c αt t∞ 0 c0 c α∞（负） +66.6o +52.5o -91.9o 右旋 右旋 左旋 蔗糖水解反应速率常数的测定 反应时间为0 时旋光度 α0 K反c0 反应时间为t 时旋光度 αt K反c+K生（c0-c） 反应时间为 ∞ 时?旋光度 α∞ K生c0 联立以上三式可得： ln αt-α∞ -kt+ln α0-α∞ 以 ln αt-α∞ 对t 作图得一直线，由直线斜率可求得反应速率常数k。 蔗糖水解反应速率常数的测定 本实验用（Guggenheim法处理数据）可以不测α∞，测得的α分别用αt和αt+Δ来表示，则有 αt -α∞ （α0-α∞）e-kt αt+Δ-α ∞ （α0-α∞）e-k t+Δ 两式相减得： αt -αt+Δ （α0-α∞）e-kt（1- e-kΔ） 取对数得：ln αt-αt+Δ ln[ α0-α∞ 1- e-kΔ ]-kt -kt+C 从上式可以看出，只要Δ保持不变，可视第一项为常，由ln αt-αt+Δ 对t作图所得直线的斜率即可求得速率常k。Δ可选半衰期的2-3倍，或接近完全反应的时间的一半。本实验可取Δ 30min 蔗糖水解反应速率常数的测定 三、实验仪器与药品 旋光仪 1台 超级恒温槽 1套 秒表 1个 移液管（25cm3 ） 2支 洗耳球 1个 洗瓶（250cm3 ） 1个 蔗糖（分析纯） 4.0mol·dm-3HCl溶液 蔗糖水解反应速率常数的测定 三、实验仪器与药品 旋光仪的构造示意图 样品管 蔗糖水解反应速率常数的测定 四、实验步骤 开启旋光仪开关预热 称取蔗糖配制盐酸 仪器零点调节 蔗糖盐酸混合摇匀 水解过程的旋光度测定 蔗糖水解反应速率常数的测定 四、实验步骤 旋光仪零点校正：用蒸馏水清洗样品管后，向管内倒满蒸馏水（不产生气泡），用滤纸吸干管外壁的水，将样品管放入旋光仪中，调整旋光度的刻度值为零或其零刻度附近。 在烧杯中称取约5g蔗糖，然后加入少量蒸馏水溶解，静置澄清，把澄清后的溶液倒入25ml容量瓶中，加蒸馏水至刻度，摇匀，倒入100mL的磨口三角瓶中。 用移液管吸取25mL4mol?L-1盐酸加入到该磨口三角瓶中，摇匀。 蔗糖水解反应速率常数的测定 四、实验步骤 用少量混合后的溶液润洗样品管1-2次，然后将溶液倒入样品管中（不产生气泡），用滤纸吸干管外壁的溶液，将样品管放入旋光仪中，每5min测一次旋光度的值，连续测定一个小时，实验结束。 将样品管内溶液倒掉，洗干净，擦干。关闭旋光仪开关。 蔗糖水解反应速率常数的测定 五、实验步骤 用少量混合后的溶液润洗样品管1-2次，然后将溶液倒入样品管中（不产生气泡），用滤纸吸干管外壁的溶液，将样品管放入旋光仪中，每5分钟测一次旋光度的值，连续测定一个小时，实验结束。 将样品管内溶液倒掉，洗干净，擦干。关闭旋光仪开关。 蔗糖水解反应速率常数的测定 五、数据记录及处理 （一）数据记录 实验者: 实验时间: 气 温: 大气压： 实验前 实验后： 5 35 10 40 15 45 20 50 25 55 30 60 时间/min αt t+Δ/min αt+Δ αt-αt+Δ ln αt-αt+Δ 蔗糖水解反应速率常数的测定 五、数据记录及处理 （二）数据处理 1、以ln αt-αt+Δ 对t作图，从所得的直线斜率求速率常数k A B ln αt-αt+Δ ln αt-αt+Δ 1 ln αt-αt+Δ 2 t1 t2 t min 直线斜率 速率常数 注意速率常数的单位 蔗糖水