蔗糖水解反应速率常数的测定02(重点参考)

5g蔗糖＋25ml水 计时，读数记录
溶解，过滤
混合，装入旋 光仪样品管，
放入旋光仪
滤液
＋
25ml 4.0mol.L-1 盐酸溶液
0~20min: 每隔2min测量一次旋光度
20～60min: 每隔5min测量一次旋光度 60～90min: 每隔10min测量一次旋光度
4.数据记录和处理
➢列出αt ~ t 表，作出αt ~ t图，标明反应温度。 ➢在αt ~ t 图上读出相隔5min（相等时间间隔）
ln cA
kt
ln
c
0 A
(7-41)
t=0时刻蔗糖浓度 反应速率常数 t 时刻蔗糖浓度
反应的半衰期：反应物浓度降低为其初始 浓度一半时所需要的时间。
t1/ 2
ln 2 k
0.693 k
(7-42)
蔗糖及其转化产物均具有旋光性，可利用反 应过程中体系的旋光度变化来度量反应进程。
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C12H22O11 + H2O H+ C6H12O6 + C6H12O6
的αt 值，并将这些数据列为两组。第一组对 应一个t有一个αt ,1，第二组对应（t+Δt）有一 个αt,2。 ➢作lg(αt ,1- αt ,2)图，由直线斜率求速率常数 k(式7-53)，以及半衰期t1/2(7-42)。
5. 思考题
（1）实验中先用蒸馏水校正旋光仪的零点，在 蔗糖转化反应过程中所测的αt 是否需要零点 校正？为什么？
3.实验步骤
1.了解旋光仪的结构、原理和使用方法（2.8节）
1—底座 2—电源开关 3—刻度盘手轮 4—放大镜座 5—视度调节螺旋 6—刻度盘游表 7—镜筒 8—镜筒盖 9—镜盖手柄 10—镜盖连接圈 11—灯罩 12—灯座
2. 用蒸馏水校正旋光仪的零点。
3. 测定反应过程中反应体系的旋光度αt。
lg(t
)
lg(0
)
k 2.303
t
作(t ) : t 图，
k
由直线斜率求k.
(7-50)
t1/2
解法二
一级反应可以不测定
将（7-41）变形为 c c0ekt
c1 c0e kt1 c2 c0e kt2
lg(c1
c2
)
k 2.303
t
lg[c0
(1
e
kt
)]
(7-53)
t t2 t1
一级反应——蔗糖的水解
1.实验目的
➢测定蔗糖转化的反应速率常数和半衰期。 ➢了解旋光仪的基本原理，掌握使用方法。
2.实验原理
C12H22O11 + H2O H+ C6H12O6 + C6H12O6
蔗糖（右旋）
果糖（左旋） 葡萄糖（右旋）
r
dc蔗糖 dt
k 'c蔗糖cH 2 O
kc蔗糖
cH2O>>c蔗 准一级反应
将(1, c1 )(2, c2 )分别代入(7-41),可得
(1 2 ) (c1 c2 )( K反 K生 ) (7-54)
lg(1
2
)
k 2.303
t
lg[(
K反
K生
)c0
(1
e
kt
)]
做 lg(t ) : t 图，由斜率求k。
(7-55)
本实验用解法二求室温下，蔗糖水解反应的 速率常数。
（2）为什么可以用粗天平和量筒配蔗糖溶液？
（3）改变蔗糖溶液的初始浓度和催化剂盐酸的 浓度对测量出的速率常数k和半衰期t1/2值 有无影响？为什么？
蔗糖（右旋）
果糖（左旋） 葡萄糖（右旋）
比旋光度：[ ]D20 66.6o [ ]D20 91.9o [ ]D20 52.5o
一定条件下，旋光度与反应物浓度线性相关。
＝Kc (7-43) K:比例常数
旋光度与比旋光度的关系：
[]lc (7-44)
10
l:样品管长度/cm
c:质量浓度/g.mol-1
解法一
反应体系在初始旋光度（t=0）
0 K反cA0 K生cA0
反应物的比例常数 生成物的比例常数
反应体系在反应过程中（t时刻）的旋光度
t K反cA K生（cA0－cA ) (7-47)
cA0
0
K反－K生
＝K
'(0
)
cA
t
K反－K生
＝K
'(
t
)
(7-48) (7-49)
将（7-48）（7-49）代入（7-41）