实验八 蔗糖的转化

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实验八 蔗糖水解反应速率常数的测定

目的:1.根据物质的光学性质研究蔗糖水解反应,测定其反应速率常数。

2.了解旋光仪的基本原理,掌握使用方法。

原理: 蔗糖转化的方程为:

C12H22O11(蔗糖) + H2O C6H12O6(果糖) + C6H12O6(葡萄糖) H

此反应速度与蔗糖的浓度、水的浓度以及催化剂H+离子的浓度有关,在催化剂H+浓度固定的条件下,此反应本是二级反应。反应的速率方程表示为:

r=-C12H22O11=K1cC12H22O11cH2O dtd

但在蔗糖浓度不大的情况下,虽然有部分水分子参加反应,但在反应过程中水的浓度变化很小,可以认为cHO基本保持不变,速率方程由二级反应简化为一级反应,表示为: 2

r=-dcC12H'C12H22O11=K1cC12H22O11 dtcCHd12O22'11 (1) K1dt11 O22

积分得:lnct

c0 kt 或 lnct kt ln0c (2)

其中k是反应速度常数,c0是反应物初浓度,ct为t时反应物浓度,t是时间,若以lnct对t作图,可得一直线,其斜率即为反应速度常数k。

反应进行到反应物浓度为初始浓度的一半(1/2)时所需要的时间称为半衰期(t1/2),一级反应的半衰期为: ln

由(3)式可以知道,一级反应的半衰期只决定于反应速度常数k,而与起始浓度无关。这是一级反应的一个特点。

本反应中,反应物以及产物都具有旋光性,我们将具有旋光性的物质称为旋光物质或称为光学活性物质,使偏光振动平面向右旋转称为右旋体,能使偏光向左旋转的称为左旋体。旋光物质使偏光振动平面旋转的角度称为旋光度,通常用α表示。但旋光度α受温度、波长、溶剂、浓度、盛液管长度的影响,因此物质的旋光性,一般是用比旋光度(specific rotation)

[ ] 表示。t为测定时的温度,一般是室温,λ为测定时光的波长一般采用钠光(波长为t1/21=-kt1/2=-ln2 t 1/2k (3)

589.3nm,用符号D表示)。比旋光度仅决定于物质的结构,是物质特有的物理常数。一般用(+)表示右旋,(-)表示左旋。对于溶液:

实验八 蔗糖的转化

α:旋光度,l:盛液管的长度,单位:分米, c溶液的浓度,单位:克/毫升。 对于纯液体:

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