蔗糖水解反应速度常数的测定.ppt
上传人:天马****23 上传时间:2024-09-10 格式:PPT 页数:18 大小:1.1MB 金币:10 举报 版权申诉
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一、实验目的二、基本原理其动力学方程式为:(1)or:(2)式中:C0为反应开始时蔗糖的浓度;C为时间t时蔗糖的浓度。当C=1/2C0时,t可用t1/2表示,即为反应的半衰期。(3)蔗糖及其水解产物均为旋光物质,当反应进行时,如以一束偏振光通过溶液,则可以观察到偏振面的转移。蔗糖是右旋的,水解的混合物中有左旋的,所以,偏振面将由右边旋向左边。为了比较各种物质的旋光能力,引入比旋光度[α]这一概念,并以下式表示:(4)式中:t为实验时的温度;D为所用的光源的波长;α为旋光度;l为液层厚度(常以10cm为单位);c为浓度(常用100mL溶液中容有m克物质来表示)(4)式可写成:(5)或α=[α]Dtl·c(6)由(6)式可以看出,当其他条件不变时,旋光度α与反应物浓度成正比,即α=K′·c(7)式中:K′是与物质的旋光能力、溶液层厚度、溶液性质、光源的波长、反应时的温度等有关系的常数。蔗糖是右旋性物质(比旋光度[α]D20=66.60),产物中葡萄糖也是右旋性物质(比旋光度[α]D20=52.50),果糖是左旋性物质(比旋光度[α]D20=-91.90)。因此当水解反应进行时,右旋角不断减小,当反应终了时体系将经过零变成左旋。因为上述蔗糖水解反应中,反应物与生成物都具有旋光性。旋光度与浓度成正比,且溶液的旋光度为各组成旋光度之和(加和性)。若反应时间为0、t、∞时溶液的旋光度各为α0、αt、α∞。则由(7)式即可导出:C0=K′(α0-α∞)(8)C=K′(αt-α∞)(9)将(8)、(9)式代入(2)式中可得:(10)将上式改写成:(11)由(11)式可以看出,如以lg(αt-α∞)对t作图可得一条直线,由直线的斜率即可求得反应速度常数k。本实验就是用旋光仪测定αt、α∞值,通过作图由截距可得α0。预习问题三、仪器和试剂(讲义P82)四、操作步骤2.蔗糖水解过程中αt的测定:(1)称取10克蔗糖溶于蒸馏水中,用50mL容量瓶配置成溶液。如溶液浑浊需进行过滤。(2)用移液管取25mL蔗糖溶液注入100mL干燥的锥形瓶中,然后取25mL的2molL-1HCl溶液加到蔗糖溶液的锥形瓶进行混合,并在HCl溶液加入一半时开动秒表作为反应开始时间。不断震荡,迅速取少量混合溶液洗涤旋光管二次,然后以此混合液注满旋光管,盖好玻璃片,旋紧套盖(检查是否漏液,有气泡),擦净旋光管两端玻璃片,立即置于旋光仪中,盖上槽盖。测定不同时间时溶液的旋光度αt。测定时要迅速准确。当将三分视野暗度调节相同后,先记下时间,再读取旋光度数值。可在测定第一个旋光度数值之后的5分钟、10分钟、15分钟、20分钟、25分钟、30分钟、40分钟、50分钟、60分钟各测一次。3.α∞的测定为了得到反应终了时的旋光度α∞,将步骤2中剩余的混合液置于60℃左右的水浴中温热30min,以加速水解反应,然后冷却到实验温度,测其旋光度,此值可认为是α∞。实验结束时应立刻将旋光管冲洗干净,并擦干,防止酸对旋光管腐蚀。五、数据记录和处理2.数据处理六、思考讨论题附录旋光仪的构造原理及使用方法2.仪器原理(见WXG—4圆盘旋光仪构造图):视野变化情况度盘读数3.使用方法