一级反应——蔗糖的水解

解法二 一级反应可以不测定α ∞ 将(7-41)变形为 )
c = c0 e kt c2 = c0e kt2
c1 = c0e kt1
k k t lg( c1 c2 ) = t + lg[c0 (1 e )] 2.303
(7-41),可 将(α1 , c1 )(α 2 , c2 )分别代入(7-41),可得
计时, 计时,读数记录
0~20min: 每隔 每隔2min测量一次旋光度 测量一次旋光度 20～60min: 每隔 ～ 每隔5min测量一次旋光度 测量一次旋光度 60～90min: 每隔 ～ 每隔10min测量一次旋光度 测量一次旋光度
4.数据记录和处理
列出α 作出α 图 标明反应温度. 列出 t ~ t 表,作出 t ~ t图,标明反应温度. 图上读出相隔5min(相等时间间隔) 在αt ~ t 图上读出相隔 (相等时间间隔) 并将这些数据列为两组. 的αt 值,并将这些数据列为两组.第一组对 应一个t有一个 有一个α 第二组对应( 应一个 有一个 t ,1,第二组对应(t+t)有一 ) 个αt,2. 作lg(αt ,1- αt ,2)图,由直线斜率求速率常数 图 k(式7-53),以及半衰期 1/2(7-42). 式 ,以及半衰期t .
(7-53)
t = t2 t1
(α1 α 2 ) = ( c1 c2 )( K反 K生 )
(7-54)
k k t lg(α1 α 2 ) = t + lg[( K反 K生 )c0 (1 e )] 2.303 (7-55)
做 lg(α t α ∞ ) t 图,由斜率求k. 由斜率求
本实验用解法二求室温下, 本实验用解法二求室温下,蔗糖水解反应的 速率常数. 速率常数.
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.了解旋光仪的结构,原理和使用方法(2.8节) 了解旋光仪的结构
1—底座 2—电源开关 3—刻度盘手轮 4—放大镜座 底座 电源开关 刻度盘手轮 放大镜座 5—视度调节螺旋 6—刻度盘游表 7—镜筒 8—镜筒盖 视度调节螺旋 刻度盘游表 镜筒 镜筒盖 9—镜盖手柄 10—镜盖连接圈 11—灯罩 12—灯座 镜盖手柄 镜盖连接圈 灯罩 灯座
5. 思考题
(1)实验中先用蒸馏水校正旋光仪的零点,在 )实验中先用蒸馏水校正旋光仪的零点, 蔗糖转化反应过程中所测的α 蔗糖转化反应过程中所测的 t 是否需要零点 校正?为什么? 校正?为什么? (2)为什么可以用粗天平和量筒配蔗糖溶液? )为什么可以用粗天平和量筒配蔗糖溶液? 3) (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 和半衰期t 浓度对测量出的速率常数 和半衰期 1/2值 有无影响?为什么? 有无影响?为什么?
蔗糖(右旋) 蔗糖(右旋)
果糖(左旋) 葡萄糖(右旋) 果糖(左旋) 葡萄糖(右旋)
o
[α 比旋光度: ] = 66.6
20 D
[α ] = 91.9 [α ] = 52.5
20 D o
20 D
o
一定条件下,旋光度与反应物浓度线性相关. 一定条件下,旋光度与反应物浓度线性相关.
α=Kc (7-43)
2. 用蒸馏水校正旋光仪的零点. 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 t. 测定反应过程中反应体系的旋光度α 5g蔗糖+25ml水 蔗糖+ 蔗糖 水 溶解, 溶解,过滤
混合, 混合,装入旋 光仪样品管, 光仪样品管, 放入旋光仪
滤液 + 25ml 4.0mol.L-1 盐酸溶液
r=
dc蔗糖 dt dt
= k ' c蔗糖 cH 2 O = kc蔗糖
cH2O>>c蔗 准一级反应
ln c A = kt + ln c
t=0时刻蔗糖浓度 时刻蔗糖浓度
0 A
(7-41)
t 时刻蔗糖浓度
反应速率常数
反应的半衰期: 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. 浓度一半时所需要的时间.
一级反应——蔗糖的水解 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
C12 H 22O11 + H 2O C6 H12O6 + C6 H12O6 →
H+
蔗糖(右旋) 蔗糖(右旋)
果糖(左旋) 葡萄糖(右旋) 果糖(左旋) 葡萄糖(右旋)
旋光度与比旋光度的关系: 旋光度与比旋光度的关系:
K:比例常数 比例常数
l:样品管长度 样品管长度/cm 样品管长度
[α ]lc ]lc α= 10
(7-44)
c:质量浓度 质量浓度/g.mol-1 质量浓度
解法一 反应体系在初始旋光度( ) 反应体系在初始旋光度(t=0)
0 α 0 = K反 cA
反应物的比例常数
0 α ∞ = K生 cA
生成物的比例常数
反应体系在反应过程中( 时刻 时刻) 反应体系在反应过程中(t时刻)的旋光度
( 0 α t = K反cA + K生 cA-cA )
(7-47)
c =
0 A
α0 α∞
K 反-K 生
=K '(α 0 α ∞ )
=K '(α t α ∞ )
�
Leabharlann Baidu
t1 / 2
ln 2 0.693 (7-42) = = k k
蔗糖及其转化产物均具有旋光性, 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. 应过程中体系的旋光度变化来度量反应进程.
C12 H 22O11 + H 2O C6 H12O6 + C6 H12O6 →
H+
(7-48)
(7-49)
cA =
αt α∞
K 反-K 生
)(7-49)代入(7-41) 将(7-48)( )( )代入( )
k lg(α t α ∞ ) = lg(α 0 α ∞ ) t 2.303
作 (α t α ∞ ) t 图, 由直线斜率求k. 由直线斜率求 k
(7-50)
t1/2