實(shí)驗(yàn)六 蔗糖水解

1、實(shí)驗(yàn)十六： 旋光法測(cè)定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)P94-981一、目的要求1測(cè)定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)和半衰期。2了解該反應(yīng)的反應(yīng)物濃度與旋光度之間的關(guān)系。3了解旋光儀的基本原理，掌握旋光儀正確使用方法。2二、基本原理蔗糖在水中轉(zhuǎn)化成葡萄糖和果糖，其反應(yīng)為： 它是一個(gè)二級(jí)反應(yīng)，其速率很慢，通常需要H+離子作用下進(jìn)行。由于它在反應(yīng)時(shí)，水大量存在，盡管有部分水參加了反應(yīng)，仍可近似地認(rèn)為整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中水的濃度是恒定的；而且H+是催化劑，其濃度也保持不變。因此蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)可看作一級(jí)反應(yīng)。3一級(jí)反應(yīng)的速率方程可由下式表示積分可得：lnc = -kt + lnc0 （2）當(dāng)C=1/2C0時(shí)，時(shí)間t可用t1/2

2、表示，即為半衰期：4 從（2）式，不難看出，在不同時(shí)間測(cè)定反應(yīng)物的濃度，并以1nC對(duì)t作圖，可得一直線，由直線斜率即可求得反應(yīng)速率常數(shù)k。然而反應(yīng)是不斷進(jìn)行的，要快速分析出反應(yīng)物的濃度的困難的。但蔗糖及其轉(zhuǎn)化產(chǎn)物具有旋光性，而且它們的旋光能力不同，故可以利用系統(tǒng)在反應(yīng)進(jìn)程中旋光度的變化來(lái)度量反應(yīng)的進(jìn)程。 測(cè)量物質(zhì)旋光度所用的儀器稱為旋光儀。溶液的旋光度與溶液中可含旋光物質(zhì)的旋光能力、溶劑性質(zhì)，樣品管長(zhǎng)度及溫度等均有關(guān)系。當(dāng)其它條件均固定時(shí)，旋光度與反應(yīng)物濃度c呈線性關(guān)系，即式中比例常數(shù)與物質(zhì)旋光能力、樣品管長(zhǎng)度、溫度等有關(guān)。物質(zhì)的旋光能力用比旋光度來(lái)度量、比旋光度用下式表示：5 果糖的左旋性比

3、葡萄右旋性大，所以生成物呈現(xiàn)在左旋性質(zhì)。因此隨著反應(yīng)的進(jìn)行，系統(tǒng)的右旋角不斷減小，反應(yīng)至某一瞬間，系統(tǒng)的旋光度可恰好等于零，而后就變成左旋，直至蔗糖完全轉(zhuǎn)化，這時(shí)左旋角達(dá)到最大值設(shè)系統(tǒng)最初的旋光度為:（t=0,蔗糖尚未轉(zhuǎn)化） （6）系統(tǒng)最終的旋光度為:當(dāng)時(shí)間為t時(shí)，蔗糖濃度為C，此時(shí)旋光度為，即6將（9）、（10）代入（2）式lnc = -kt + lnc0即得由（6）、（7）和（8）聯(lián)立可解得：7三、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備8旋光儀預(yù)熱，用AC使鈉光燈起輝，換DC測(cè)定，用空氣調(diào)零。稱12g蔗糖，加60ml水溶解，用25ml移液管取兩份蔗糖溶液于大號(hào)試管，加塞，分別置30oC和35oC恒溫槽里恒溫，再取4mol/L HCl各25ml于試管，也分置30oC和35oC恒溫10分鐘。用10cm樣品管裝快速混合得同溫糖和酸溶液，立即測(cè)0，30oC，35oC交替5分/次9次，記t，二余液混合于55oC恒溫，1h后測(cè)。四、實(shí)驗(yàn)步驟9五、數(shù)據(jù)處理以 對(duì)t作圖，證明是否一級(jí)反應(yīng)，并由直線斜率求出反應(yīng)速度常數(shù)K。由上述直線外推至t = 0，求得 ，再代入式（11）中計(jì)算K值。求出反應(yīng)的半衰期。求平均活化能10 WZZ-2B型旋光儀開啟鈉光燈用交流電源起輝，待光穩(wěn)定后，改為直流電測(cè)定。否則，鈉光燈易損壞。 旋光管兩端玻片應(yīng)用擦鏡紙擦干。裝試液若有氣泡。管放入后，應(yīng)把氣泡趕到管的突起圈部位