蔗糖的转化071008

其反应速率与蔗糖的浓度、水的浓度以及催化剂H+的浓 度有关。当[H+]一定，蔗糖溶液较稀时，转化反应可视 为一级反应，其动力学方程式为
dc kc
(1)
dt
二. 实验原理
设c0为蔗糖开始的浓度，c为反应经t时 后的蔗糖浓度。将(1)积分得
lnc＝-kt+ lnc0 (2)
当c＝0.5c0时，此时称为反应的半衰期
Ln(αt-α∞)
α∞=-3.95
五. 记录和数据处理
2.作ln(αt-α∞)对t图
3.0
2.8
Y = 2.9282 -0.03186 X
2.6
R=0.9978
2.4
ln( - ) t∞
2.2
2.0
1.8
1.6
1.4
1.2 0
10
20
30
40
50
t/min
五. 记录和数据处理
3.结果计算 从图中曲线的形状判断反应级数；由直 线斜率求反应速率常数k。 由图可证明该反应为一级反应 斜率=-3.186×10-2 则速度常数 k= 3.19×10-2 min-1
四.实验步骤
4. 用混合溶液少量润洗旋光管（测零点 用过的）2次，然后装满溶液，放入旋光 仪暗室测定旋光度。（旋光管方向与前 相同）从溶液混合开始记时后每隔5min 记录一个数据，测量1h。完后将反应液 倒入回收瓶，洗涤旋光管。
四.实验步骤
5.将剩余溶液放在60-65℃水浴上加热1h （温度不超过65℃），然后冷却至室温， 按同法装入旋光管中（装前用少量此溶 液润洗3次）测α∞。
附录
测量时，先用无旋光性的蒸馏水，调 节检偏镜的角度使三分视野消失（最 暗c），将此时的角度读数作为零点， 再换上待测试样，根据试样的旋光性， 重新旋转检偏镜的角度，使三分视野 再次消失（最暗c），这个旋转的角 度即为待测试样的旋光度。
附录
读数方法见下图（α＝9.30）。
附录
WZZ-1型自动指标旋光仪使用方法 1.接220V电压， 2.打开开关预热15－20min后工作。 3.旋光管中装满液体，且不要有气泡。
6.实验完毕，关闭电源，将测定液倒入 回收瓶中，然后清洗干净旋光管。
五.数据记录和处理
1.数据记录 室温__24.50 _℃ 大气压 101.30 Pa
t/min
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
α t
11.50 9.20 7.30 5.60 4.15 2.80 1.60 0.60 0.05 -0.40
透光面两端的雾状水滴要用镜头纸擦干。 注意旋光管放入位置方向。
附录
4.将交流开关拨至直流档，再拨上示数开 关，调节零点手轮使度盘上读数为0.000。
5.红色读数为左旋，黑色为右旋。 6.重复测三次取平均值。
附注
c
式中的比例常数与物质之旋光能力、溶剂性质、
溶液厚度、温度等有关。当波长、溶剂及温度
蔗糖的转化
一. 实验目的 1.测定蔗糖转化反应的旋光度； 2.用图解法求转化反应的级数、速度常数
和半衰期； 2.掌握测量原理和旋光仪的使用方法。
二. 实验原理
蔗糖转化的反应方程式为
C12H22O11+ H2O H→+ C6H12O6 + C6H12O6
蔗糖(右旋)
葡萄糖(右旋) 果糖(左旋)
一定时，溶液的旋光度与浓度、样品长度成正
ຫໍສະໝຸດ Baidu比，即
20 L c
D 100
式中的比例常数称为比旋光度，可用来度量物 质的旋光能力，20为实验温度20℃，D是指所 用钠光灯源D线，波长589.3nm，L为样品管长 度（dm）, c为浓度（g/100ml）。
t 1/2=0.693/3.19 ×10-2 =21.72 min
六. 思考题
1.蔗糖的转化速率和哪些条件有关？ 2.如何判断某一旋光物质是左旋还是右旋？ 3.为什么配蔗糖可以用粗天平称量？ 4.一级反应的特点是什么？ 5.已知蔗糖的 ＝65.55°，设光源为钠光
D线，旋光管长2D20 0cm，试估算你所配的蔗 糖和盐酸混合液的最初旋光角度是多少？
t1/2=ln2/k
(3)
二. 实验原理
显然，只要以lnc对t作图能得一直线，就证明
蔗糖稀溶液的转化为一级反应，并可以从直
线的斜率求得速度常数k，计算t1/2 。
蔗糖，葡萄糖，果糖都是旋光性物质，其旋
光能力不同(比旋光度
20 D
10
l c
)，果糖左旋
远大于葡萄糖右旋，所以反应过程体系的右
旋角逐渐减小，最后变为左旋。又由于蔗糖
(4)
二.实验原理
将(4)式代入(2)式，得 ln[(αo-α∞)/( αt-α∞)]=kt，即 ln(αt-α∞)= - kt+ ln(αo-α∞) 以ln(αt-α∞)对t作图，斜率= - k。
三. 仪器与药品
仪器： 圆盘旋光仪一台；温度计（0—100℃）一支； 锥 形 瓶 （ 100mL ） 2 个 ； 洗 瓶 1 个 ； 移 液 管 (25mL)2 支 ； 洗 耳 球 1 个 ； 停 表 一 块 ； 试 剂 瓶 (500mL)2个。
六. 思考题
6.混合酸溶液和蔗糖溶液的次序怎样？ 是否可颠倒？为什么？
7.实验中，利用蒸馏水来校正旋光仪 的零点，试问蔗糖转化反应过程中所 测的旋光度αt是否必需要进行零点校 正？为什么？
附录
圆盘旋光仪是采用三分视野法来确定光学零 位的。其构造见下图。
图中：S为钠光光源，N1为起偏镜，N2为石英 片，N3为检偏镜，P为旋光管(内盛待测液)，A 为目镜的视野，N3上附有刻度盘，当旋转N3 时，刻度盘随同转动，其旋转的角度可以从刻 度盘上直接读出。
转化反应可进行到底，即c∞=0。
二.实验原理
设开始的旋光度为αo，经过t时后为αt，反应 终止时为α∞。当测量在同一台仪器，同一 光源，同一旋光管上进行时，则浓度的改
变正比于旋光度的改变，则比例系数相同。
因此有
(co- c∞) ∝(αo-α∞)，而c∞=0， 所以
co/ct=(αo-α∞)/( αt-α∞)
药品： 20%蔗糖水溶液；4mol/L盐酸溶液。
四. 实验步骤
1.开动旋光仪预热10-15min后开始测定。 2.用自来水洗旋光管（3次），再用少
量蒸馏水洗（3次），然后装满蒸馏水， 放入旋光仪暗室中调零点，平行读取3 次取其平均值。
四. 实验步骤
3. 用移液管取25.00 mL蔗糖水溶液于 100 mL锥形瓶中，再用另一支移液管 吸取25.00 mL 4 mol/L盐酸注入已装入 蔗糖水溶液的锥形瓶中，把溶液混合 均匀，同时启动秒表记时。