物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)9 一級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)的測定-蔗糖的轉(zhuǎn)化

物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率

常數(shù)的測定湖南大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心一

、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?/p>

、實(shí)驗(yàn)原理三

、實(shí)驗(yàn)儀器和藥品五

、數(shù)據(jù)處理及思考題四

、實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)湖南大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心

一

、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.

了解反應(yīng)體系中各物質(zhì)濃度與旋光度之間的關(guān)系；2.測定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)和半衰期；3.

了解旋光儀的基本原理

，

掌握其使用方法。湖南大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心蔗糖葡萄糖果糖一級(jí)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程為

：

積分得：

ln

c

=-kt+

ln

cn半衰期：以lnc對(duì)t作圖

，

可得一直線

，

由直線斜率即可求反應(yīng)速率常數(shù)k。湖南大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心

二

、實(shí)驗(yàn)原理蔗糖

葡萄糖果糖旋光度：

含有不對(duì)稱碳原子的有機(jī)物可以使通過其中的一

束偏振光的偏振面旋轉(zhuǎn)某一角度。右旋性：

偏振面順時(shí)針旋轉(zhuǎn)；>0如：

蔗糖、葡萄糖左旋性：

偏振面逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)；

<0

如：

果糖t

:實(shí)驗(yàn)溫度(℃)；

D

:光源波長；比旋光度

:

l

:液層厚度(m)；:旋光度；c

:濃度

(kg

·m-3)。已知:蔗糖[]=66.5

°,葡萄糖[]=52.0

°,

果糖[]=-91.9

°

旋光度法C,H;0,+H,0

—巴→C,H,O。+C:H,0。湖南大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心可知：代入

ln

c=-kt+ln

c,

ln(a,-a。)=-kt+In(e,-a)測定不同t時(shí)刻反應(yīng)系統(tǒng)的t及反應(yīng)完全時(shí)（t=

∞)

的旋光度

∞

,以ln

(t-∞)對(duì)t作圖，

由斜率求k，

再求半衰期

/2

。湖南大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心當(dāng)其他條件不變時(shí)，

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(yīng)時(shí)間為0，t，

∞時(shí)溶液的旋光度分別用0

，t，

∞表示，

則:

蔗糖

葡萄糖

果糖u,=(B+B)c,儀器：WZZ

－2A自動(dòng)旋光儀1臺(tái)；

旋

光管；托盤天平1臺(tái)；

200

ml碘量瓶1個(gè)；25ml移液管

2支；

50ml量筒1個(gè)；

100ml

燒杯1個(gè)。試劑：蔗糖

(A.R.)；

HCl

(4mol

·dm-3溶液；

蒸餾水。 三

、實(shí)驗(yàn)儀器和藥品湖南大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心3.裝好待測樣

，

按下“測量

”；

數(shù)顯窗將顯示該樣品的旋光度；注意：1.換樣品時(shí)應(yīng)用待測液潤洗；2.避免旋光管內(nèi)產(chǎn)生氣泡；3.裝樣畢，

用濾紙把外壁擦干，

兩端

鏡片用擦鏡紙吸干；4.避免酸液滴漏到儀器上。1.打開電源開關(guān)

、光源

，

預(yù)熱

;2.校正零點(diǎn)；a.洗凈旋光管；b.注入蒸餾水校正旋光儀的零點(diǎn)；c.按“采零”鍵。

旋光儀使用流程4.用畢

，

應(yīng)依次關(guān)閉測量湖、南大

化

實(shí)、驗(yàn)教

開關(guān)

，

洗凈旋光管。

四

、實(shí)驗(yàn)步驟1.配制溶液；用托盤天平稱取12.5g蔗糖于燒杯中，

量筒取50ml蒸餾水，

混合，

玻棒攪拌至溶解。2.測定反應(yīng)過程中反應(yīng)體系的旋光度t；移液管取50ml蔗糖溶液于錐形瓶中移液管取50mlHCl溶液倒入蔗糖溶液之中迅速混合HCl倒入一半時(shí)，按動(dòng)秒表然后將溶液裝入旋光管，

蓋

好，

擦凈后立

即放入旋光儀取少許混合

液潤洗旋光管2～3次測定旋光度t開始計(jì)湖

大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心注意：

測定∞時(shí)，

通過加熱來使反應(yīng)速度加快轉(zhuǎn)化完全；

但水浴溫度不宜過高，

以免發(fā)生副反應(yīng)，

使溶液變黃。湖南大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心測定剩余混合液于60℃水浴中

溫?zé)?0min，

取出，

冷至

室溫，

測旋光度3.

∞的測定。準(zhǔn)備工作與

t同時(shí)進(jìn)行測定t

注意事項(xiàng)

旋光儀規(guī)范操作；讀取數(shù)據(jù)原則：

前密后疏；整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程應(yīng)保持恒溫

。混合后的操作要

迅速

，

盡早讀取數(shù)據(jù)

，

勿忘計(jì)時(shí)。湖南大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心>

以ln

(

t

∞)對(duì)t作圖

，

由所得直線的斜率求出k。-實(shí)驗(yàn)溫度：

HCl濃度：=反應(yīng)時(shí)間t

t-

ln

(

t-

)/min 五

、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和處理>計(jì)算蔗糖水解反應(yīng)的半衰期t1/2

。湖南大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心

思考問題1.實(shí)驗(yàn)中

，