實驗五-蔗糖的轉(zhuǎn)化

PAGEPAGE5實驗五蔗糖的轉(zhuǎn)化【實驗目的】1.測定蔗糖轉(zhuǎn)化反應的速率常數(shù)和半衰期。2.了解旋光儀的構(gòu)造、工作原理，掌握旋光儀的使用方法?！净疽蟆?.了解在蔗糖反應的動力學方程式中，任何時刻t的蔗糖濃渡可以被反應體系在該時刻的選光度與反應終了時的選光度之差所替代的依據(jù)。2測定蔗糖轉(zhuǎn)化率的速率常數(shù)的半衰期。3了解旋光儀的基本原理，掌握其實用方法?！緦嶒炘怼空崽寝D(zhuǎn)化反應為：C12H22O11+H2O→C6H12O6+C6H12O6蔗糖葡萄糖果糖為使水解反應加速，常以酸為催化劑，故反應在酸性介質(zhì)中進行。由于反應中水是大量的，可以認為整個反應中水的濃度基本是恒定的。而H＋是催化劑，其濃度也是固定的。所以，此反應可視為準一級反應。其動力學方程為(1)式中，k為反應速率常數(shù)；C為時間t時的反應物濃度。將(1)式積分得：(2)式中，C0為反應物的初始濃度。當C=1/2C0時，t可用t1/2表示，即為反應的半衰期。由(2)式可得：

(3)蔗糖及水解產(chǎn)物均為旋光性物質(zhì)。但它們的旋光能力不同，故可以利用體系在反應過程中旋光度的變化來衡量反應的進程。溶液的旋光度與溶液中所含旋光物質(zhì)的種類、濃度、溶劑的性質(zhì)、液層厚度、光源波長及溫度等因素有關(guān)。為了比較各種物質(zhì)的旋光能力，引入比旋光度的概念。比旋光度可用下式表示：(4)式中，t為實驗溫度(℃)；D為光源波長；α為旋光度；l為液層厚度(m)；C為濃度(kg·m-3)。由(4)式可知，當其它條件不變時，旋光度α與濃度C成正比。即：α＝KC(5)式中的K是一個與物質(zhì)旋光能力、液層厚度、溶劑性質(zhì)、光源波長、溫度等因素有關(guān)的常數(shù)。在蔗糖的水解反應中，反應物蔗糖是右旋性物質(zhì),其比旋光度[α]eq\o(\s\up5(20),\s\do2(D))=66.6°。產(chǎn)物中葡萄糖也是右旋性物質(zhì)，其比旋光度[α]eq\o(\s\up5(20),\s\do2(D))=52.5°；而產(chǎn)物中的果糖則是左旋性物質(zhì)，其比旋光度[α]eq\o(\s\up5(20),\s\do2(D))=-91.9°。因此，隨著水解反應的進行，右旋角不斷減小，最后經(jīng)過零點變成左旋。旋光度與濃度成正比，并且溶液的旋光度為各組成的旋光度之和。若反應時間為0，t，∞時溶液的旋光度分別用α0，αt，α∞表示。則：α0＝K反C0(表示蔗糖未轉(zhuǎn)化)(6)α∞＝K生C0(表示蔗糖已完全轉(zhuǎn)化)(7)式(6)、(7)中的K反和K生分別為對應反應物與產(chǎn)物之比例常數(shù)。αt＝K反C＋K生（C0－C）(8)由(6)、(7)、(8)三式聯(lián)立可以解得：(9)(10)將(9)、(10)兩