一級(jí)反應(yīng)蔗糖的水解

1、一級(jí)反應(yīng)蔗糖的水解一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康牧私庹崽撬夥磻?yīng)體系中各物質(zhì)濃度與旋光了解蔗糖水解反應(yīng)體系中各物質(zhì)濃度與旋光度之間的關(guān)系。度之間的關(guān)系。測(cè)定蔗糖轉(zhuǎn)化的反應(yīng)速率常數(shù)和半衰期。測(cè)定蔗糖轉(zhuǎn)化的反應(yīng)速率常數(shù)和半衰期。了解旋光儀的基本原理，掌握使用方法。了解旋光儀的基本原理，掌握使用方法。 （請(qǐng)參閱物理化學(xué)教材P307、346；實(shí)驗(yàn)教材P206）t =0時(shí)刻蔗糖濃度時(shí)刻蔗糖濃度二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理2H Oddcrk cct 蔗蔗糖糖蔗蔗糖糖準(zhǔn)一級(jí)反應(yīng)準(zhǔn)一級(jí)反應(yīng)cH2Oc蔗蔗蔗糖（右旋）蔗糖（右旋） 果糖（左旋）果糖（左旋） 葡萄糖（右旋）葡萄糖（右旋） +H122211261266126C

2、 H O + H O C H O + C H O kc 蔗蔗糖糖反應(yīng)速率常數(shù)反應(yīng)速率常數(shù) t 時(shí)刻蔗糖濃度時(shí)刻蔗糖濃度0lnlnAAcktc(1) 反應(yīng)的半衰期：反應(yīng)的半衰期：反應(yīng)物濃度降低為其初始濃反應(yīng)物濃度降低為其初始濃度一半時(shí)所需要的時(shí)間。度一半時(shí)所需要的時(shí)間。 蔗糖及其轉(zhuǎn)化產(chǎn)物均具有旋光性，可利用反蔗糖及其轉(zhuǎn)化產(chǎn)物均具有旋光性，可利用反應(yīng)過程中體系的旋光度變化來度量反應(yīng)進(jìn)程。應(yīng)過程中體系的旋光度變化來度量反應(yīng)進(jìn)程。蔗糖（右旋）蔗糖（右旋） 果糖（左旋）果糖（左旋） 葡萄糖（右旋）葡萄糖（右旋） +H122211261266126C H O + H O C H O + C H O 20o

3、D 66.6 比比旋旋光光度度：20oD 52.5 20oD 91.9 t1/2ln2/k (2) c:質(zhì)量濃度質(zhì)量濃度/gmL-1l:樣品管長度樣品管長度/cm一定條件下，旋光度與反應(yīng)物濃度線性相關(guān)。一定條件下，旋光度與反應(yīng)物濃度線性相關(guān)。旋光度與比旋光度的關(guān)系：旋光度與比旋光度的關(guān)系： Kc (3) lc/10 (4)K:比例常數(shù)比例常數(shù)反應(yīng)物的比例常數(shù)反應(yīng)物的比例常數(shù)00AK c 反反生成物的比例常數(shù)生成物的比例常數(shù)0AK c 生生反應(yīng)體系在反應(yīng)過程中（反應(yīng)體系在反應(yīng)過程中（t時(shí)刻）的旋光度時(shí)刻）的旋光度反應(yīng)體系在初始旋光度（反應(yīng)體系在初始旋光度（t=0）(5)(6)AAAtccKcK0

4、生反(7) k將（將（8）、（）、（9）代入（）代入（1）作作(t)t圖，由圖，由直線斜率求直線斜率求k 。 t1/2000KKKcA生反(8)ttAKKKc生反(9)0lnlnktt(10)三、實(shí)驗(yàn)步驟三、實(shí)驗(yàn)步驟1.1.了解旋光儀的結(jié)構(gòu)、原理和使用方法了解旋光儀的結(jié)構(gòu)、原理和使用方法1底座底座 2電源開關(guān)電源開關(guān) 3刻度盤手輪刻度盤手輪 4放大鏡盤放大鏡盤5視度調(diào)節(jié)螺旋視度調(diào)節(jié)螺旋 6刻度盤游標(biāo)刻度盤游標(biāo) 7鏡筒鏡筒 8鏡筒蓋鏡筒蓋 9鏡蓋手柄鏡蓋手柄 10鏡蓋連接圈鏡蓋連接圈 11燈罩燈罩 12燈座燈座2. 用蒸餾水校正旋光儀的零點(diǎn)。用蒸餾水校正旋光儀的零點(diǎn)。3. 測(cè)定反應(yīng)過程中反應(yīng)體系

5、的旋光度測(cè)定反應(yīng)過程中反應(yīng)體系的旋光度t 。5g蔗糖蔗糖25mL水水溶解，過濾溶解，過濾濾液濾液25mL4.0molL-1鹽酸溶液鹽酸溶液混合，裝入旋混合，裝入旋光儀樣品管，光儀樣品管，放入旋光儀放入旋光儀計(jì)時(shí)，讀數(shù)記錄計(jì)時(shí)，讀數(shù)記錄020min: 每隔每隔2min測(cè)量一次旋光度測(cè)量一次旋光度2040min: 每隔每隔5min測(cè)量一次旋光度測(cè)量一次旋光度40100min: 每隔每隔10min測(cè)量一次旋光度測(cè)量一次旋光度剩余混合液剩余混合液60水浴中水浴中溫?zé)釡責(zé)?0 min測(cè)旋光度測(cè)旋光度 四、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)四、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)所用的實(shí)驗(yàn)所用的HCl溶液應(yīng)準(zhǔn)確配置，并準(zhǔn)確量取。溶液應(yīng)準(zhǔn)確配置，并

6、準(zhǔn)確量取。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程應(yīng)保持恒溫。反應(yīng)液需要預(yù)先恒整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程應(yīng)保持恒溫。反應(yīng)液需要預(yù)先恒溫，混合后的操作要迅速。溫，混合后的操作要迅速。 避免反應(yīng)液裝入旋光管時(shí)產(chǎn)生氣泡避免反應(yīng)液裝入旋光管時(shí)產(chǎn)生氣泡 。用水浴加熱反應(yīng)液時(shí)，溫度不宜過高，以免產(chǎn)用水浴加熱反應(yīng)液時(shí)，溫度不宜過高，以免產(chǎn)生副反應(yīng)，使溶液變黃。生副反應(yīng)，使溶液變黃。五、數(shù)據(jù)記錄和處理五、數(shù)據(jù)記錄和處理將所測(cè)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄于下表中。將所測(cè)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄于下表中。以以ln(t - )對(duì)對(duì)t作圖，由所得直線的斜率求出作圖，由所得直線的斜率求出k 。計(jì)算蔗糖水解反應(yīng)的半衰期計(jì)算蔗糖水解反應(yīng)的半衰期t1/2 。六、思考題六、思考題（1）實(shí)驗(yàn)中先用蒸餾水校正旋光儀的零點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)中先用蒸餾水校正旋光儀的零點(diǎn)，在蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)過程中所測(cè)的蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)過程中所測(cè)的t 是否需要零點(diǎn)是否需要零點(diǎn)校正？為什么？校正？為什么？（2）為什么可以用粗天平和量筒配蔗糖溶液？為什么可以用粗天平和量筒配蔗糖溶液？（3）改變蔗糖溶液的初始濃度和催化劑鹽酸的改變蔗糖溶液的初始濃度和催化劑鹽酸的濃度對(duì)測(cè)量出的速率常數(shù)濃度對(duì)測(cè)量出的速率常數(shù)k和半衰期