2H+浓度对蔗糖转化反应速率影响的测定

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1H+浓度对蔗糖转化反应速率影响的测定

1H+浓度对蔗糖转化反应速率影响的测定

H+浓度对蔗糖转化反应速率影响的测定08化教吴英、罗群一.实验目的1.了解旋光仪的基本原理,掌握其使用方法;2.了解反应物浓度与旋亮度之间的关系;3.利用旋光法测定蔗糖水解反应的速率常数与半衰期;4.探究H+浓度对蔗糖转化反应速率影响。

二.实验原理蔗糖在水中转化为葡萄糖和果糖:H+C12H22O11+H2O—→C6H12O6+C6H12O6(蔗糖)(葡萄糖)(果糖)蔗糖水解反应是一个二级反应,但由于水是大量存在的,在反应过程中可以认为浓度不变,在反应过程中的氢离子是一种催化剂,也可以认为浓度不变,由此,蔗糖水解反应可作为一级反应来处理。

如果以c表示到达t时刻的反应物浓度,k表示反应速率常数,则一级反应的速率方程为:-dc/dt=kt对此式积分可得:lnc=-kt+lnc0式中c为反应过程中的浓度,c0为反应开始时的浓度。

当c=c0/2时,时间为t1/2,称为半衰期。

代入上式,得:t1/2=ln2/k=0.693/k测定反应过程中的反应物浓度,以lnc对t作图,就可以求出反应的速率常数k。

在这个反应中,利用体系在反应进程中的旋亮度不同,来度量反应的进程。

用旋光仪测出的旋亮度值,与溶液中旋光物质的旋光能力、溶剂的性质、溶液的浓度、温度等因素有关,固定其它条件,可认为旋亮度α与反应物浓度c成线性关系。

物质的旋光能力用比旋亮度来度量:蔗糖的比旋亮度[α]D20=66.6°,葡萄糖的比旋亮度[α]D20=52.5°,蔗糖和葡萄糖是右旋的,果糖是左旋的,但果糖的比旋亮度比葡萄糖大,果糖是左旋性物质,它的比旋亮度为[α]D20=-91.9°。

因此,在反应过程中,溶液的旋亮度先是右旋的,随着反应的进行右旋角度不断减小,过零后再变成左旋,直至蔗糖完全转化,左旋角度达到最大。

当t=0时,蔗糖尚未开始转化,溶液的旋亮度为:α0=β反应物c0 (1)当蔗糖已完全转化时,体系的旋亮度为:α∞=β生成物c0 (2)此处,β为旋亮度与反应物浓度关系中的比例系数。

H浓度对蔗糖转化反应速率影响的测定

H浓度对蔗糖转化反应速率影响的测定

H+浓度对蔗糖转化反应速率影响的测定08化教吴英、罗群一.实验目的1.了解旋光仪的基本原理,掌握其使用方法;2.了解反应物浓度与旋光度之间的关系;3.利用旋光法测定蔗糖水解反应的速率常数与半衰期;4.探究H+浓度对蔗糖转化反应速率影响。

二.实验原理蔗糖在水中转化为葡萄糖和果糖:H+C12H22O11 + H2O —→ C6H12O6 + C6H12O6(蔗糖)(葡萄糖)(果糖)蔗糖水解反应是一个二级反应,但由于水是大量存在的,在反应过程中可以认为浓度不变,在反应过程中的氢离子是一种催化剂,也可以认为浓度不变,由此,蔗糖水解反应可作为一级反应来处理。

如果以c表示到达t时刻的反应物浓度,k表示反应速率常数,则一级反应的速率方程为:-dc / dt=kt对此式积分可得:ln c=-kt +ln c0式中c为反应过程中的浓度,c0为反应开始时的浓度。

当c=c0/ 2 时,时间为t1/2,称为半衰期。

代入上式,得:t1/2= ln2/k = 0.693/k测定反应过程中的反应物浓度,以ln c对t作图,就可以求出反应的速率常数k。

在这个反应中,利用体系在反应进程中的旋光度不同,来度量反应的进程。

用旋光仪测出的旋光度值,与溶液中旋光物质的旋光能力、溶剂的性质、溶液的浓度、温度等因素有关,固定其它条件,可认为旋光度α与反应物浓度c成线性关系。

物质的旋光能力用比旋光度来度量:蔗糖的比旋光度[α]D20=66.6°,葡萄糖的比旋光度[α]D20=52.5°,蔗糖和葡萄糖是右旋的,果糖是左旋的,但果糖的比旋光度比葡萄糖大,果糖是左旋性物质,它的比旋光度为[α]D20=-91.9°。

因此,在反应过程中,溶液的旋光度先是右旋的,随着反应的进行右旋角度不断减小,过零后再变成左旋,直至蔗糖完全转化,左旋角度达到最大。

当t=0时,蔗糖尚未开始转化,溶液的旋光度为:α0 = β反应物c0 (1)当蔗糖已完全转化时,体系的旋光度为:α∞ = β生成物c0 (2)此处,β为旋光度与反应物浓度关系中的比例系数。

蔗糖水解反应速率常数的测定实验报告

蔗糖水解反应速率常数的测定实验报告

蔗糖水解反应速率常数的测定实验报告实验报告:蔗糖水解反应速率常数的测定摘要:本实验旨在测定蔗糖水解反应速率常数。

实验采用酵母发酵蔗糖的方法,通过观察产生的CO2气体的体积变化来确定反应速率。

实验数据经过处理后,通过线性回归法求得反应速率常数。

实验结果表明,在一定温度范围内,反应速率与蔗糖浓度呈线性关系。

此外,本实验也揭示了酵母酶活性受温度影响较大,随着温度升高,酵母酶活性增强,反应速率也加快。

引言:蔗糖水解反应是糖酵母发酵的过程,并伴随着CO2气体的产生。

通过研究蔗糖水解反应速率常数,可以了解各种因素对反应速率的影响,以及蔗糖酵母发酵的机理。

本实验将通过实验测定蔗糖水解反应速率常数,并分析温度对反应速率的影响。

实验方法:1.准备工作:-将实验室器材清洗干净。

-准备一定浓度的蔗糖溶液。

-调节酵母的浓度。

2.实验步骤:-在试管中加入一定量的蔗糖溶液和酵母溶液。

-用实验室标准气密管连接试管,并将气密管的一端浸入水中。

-观察并记录水面上升的气泡体积变化。

-按照一定时间间隔记录气泡体积,并记录温度。

3.数据处理:-根据每个时间间隔的气泡体积变化,计算反应速率。

-绘制反应速率与蔗糖浓度的关系图。

-运用线性回归法求得反应速率常数。

结果与讨论:实验数据还表明,随着温度的升高,反应速率也会加快。

这可以归因于酵母酶活性的增强,随温度升高,酵母酶的分子运动性增强,使得酵母酶与蔗糖分子碰撞的机会增加,从而提高了反应速率。

根据实验数据,使用线性回归法求得了蔗糖水解反应速率常数。

表1列出了不同温度下的反应速率常数及相关系数。

可以看出,随着温度的升高,反应速率常数增大,且相关系数也相对较高,说明获取的实验数据较为可靠。

结论:本实验通过酵母发酵蔗糖的方法,测定了蔗糖水解反应速率常数,并研究了温度对反应速率的影响。

实验结果表明,在一定温度范围内,反应速率与蔗糖浓度呈线性关系,同时反应速率随温度的升高而增加。

这一研究有助于深入理解蔗糖酵母发酵的机理,并对相关工业生产和食品加工有一定参考价值。

蔗糖转化速率的测定

蔗糖转化速率的测定

蔗糖转化速率的测定实验目的1、测定蔗糖转化的反应速率和半衰期。

2、了解反应的反应物浓度和旋光度之间的关系。

3、了解旋光仪的基本原理,掌握旋光仪的使用方法。

实验原理在动力学中,确定反应速率的基础是反应开始后经过不同时间反应物浓度的变化。

在实际过程中,随着反应物浓度在反应过程中的变化,导致某些物理量的变化。

如果这些物理量是浓度的单值函数,又不受体系中其他物质的影响,通过测定某些物理量在反应过程中的变化,可简便迅速的达到测定反应速率的目的。

本实验利用旋光仪测定蔗糖转化率过程中,体系旋光度的变化来求得该反应的反应速率常数K 及半衰期t 1/2。

蔗糖转化反应为:()()()果糖葡萄糖蔗糖612661262112212O H C O H C O H O H C H +−→−++这是个二级反应,在纯水中此反应速率很慢,需要催化。

由于反应时水是大量存在的,尽管有部分的水分子参加了反应,但可近似认为整个反应过程中水的浓度是恒定的。

而H +是催化剂,浓度不变。

因此蔗糖转化反应可以看做准一级反应。

一级反应的速率方程为: A KC =-dtdC A (1) 式中:K 为反应速率常数。

C A 为时间t 的反应物浓度。

将(1)式积分得:0A A nC Kt nC I +-=I (2)式中C 0A 为反应开始时蔗糖浓度。

当021A A C C =时,t 可用t 1/2表示,即为半衰期 Kt 693.02/1= 蔗糖及其转化产物都含有不对称碳原子,它们都具有旋光性,但是它们的旋光能力不同,故可利用体系在反应过程中旋光度的变化来度量但应的进程。

测量物质所用的仪器称为旋光仪。

当其他条件固定时,旋光度α与反应物浓度C 呈线性关系:α=KC式中比例常数K 与物质的旋光能力,溶剂性质,样品管长度,温度等有关。

物质的旋光能力用比旋光度来度量,比旋光度用下式表示: []LC D αα=20式中20为实验温度20℃,D 是指所用钠光灯光源波长589微毫米;α为测得的旋光度,C 为浓度(m 克/100ml ),L 为液层厚度(10cm )。

蔗糖转化反应速率常数的测定

蔗糖转化反应速率常数的测定

蔗糖转化反应速率常数的测定蔗糖转化反应速率常数的测定引言:蔗糖是一种常见的碳水化合物,广泛应用于食品工业和生物化学领域。

蔗糖的化学结构决定了它在一定条件下可以被分解为葡萄糖和果糖,这一过程称为蔗糖转化反应。

蔗糖转化反应速率常数是描述该反应速度的重要参数,测定蔗糖转化反应速率常数对于探究反应机理和优化生产工艺具有重要意义。

一、实验目的:本实验旨在通过测定反应过程中蔗糖浓度的变化,确定蔗糖转化反应速率常数。

二、实验原理:蔗糖转化反应的速率可以用以下一阶反应动力学模型来描述:r = k[C]其中,r表示反应速率,k为反应速率常数,[C]为蔗糖浓度。

根据上述模型,当蔗糖浓度[C]降低时,反应速率r也相应降低。

三、实验步骤:1. 准备一定浓度的蔗糖溶液作为反应物。

2. 将蔗糖溶液与酵母悬浮液混合,制备反应混合物。

3. 将反应混合液放置于恒温槽中,保持反应温度恒定不变。

4. 取样,并用适当的方法测定蔗糖浓度。

5. 重复以上步骤,得到一组蔗糖浓度与反应时间的数据。

6. 利用数据拟合法,根据一阶反应动力学模型计算出反应速率常数。

四、实验结果与数据处理:根据实验步骤中得到的一组蔗糖浓度与反应时间的数据,可以利用数学方法进行拟合得到速率常数的估计值。

假设蔗糖转化反应符合一阶反应动力学模型,可以采用线性回归法进行数据拟合。

首先,将蔗糖浓度取对数,然后根据一阶反应动力学模型得到如下的线性关系式:ln[C] = ln[C0] - kt其中,[C]为反应时间为t时的蔗糖浓度,[C0]为初始蔗糖浓度,k为反应速率常数。

将实验得到的数据代入上式,并进行线性回归,可以得到k的估计值。

五、实验注意事项:1. 实验中应严格控制反应温度。

2. 反应混合液的pH值应适当调节。

3. 拟合过程中应注意数据的运算及适当加权。

4. 实验过程中应注意安全操作,避免化学品的直接接触及吸入。

六、结论:通过实验测定,可以获得蔗糖转化反应的速率常数。

蔗糖转化反应速率常数的测定对于理解反应机理、优化生产工艺以及相关产物的研究具有重要意义。

[H+]浓度对蔗糖水解反应速率影响的测定

[H+]浓度对蔗糖水解反应速率影响的测定

[H +]浓度对蔗糖水解反应速率影响的测定平均室温: 20℃ 平均气压: 90.25Kpa 同组人: 日期:2013.4.2一、实验目的1.进一步认识一级反应的含义2.了解酸对蔗糖水解反应速率影响二、实验原理蔗糖在水中水解成葡萄糖与果糖的反应为:C 12H 22O 11+H 2O= C 6H 12O 6(果糖)+C 6H 12O 6(葡萄糖)式中:c0为反应开始时蔗糖的浓度,c 为时间t 时的蔗糖的浓度。

当c=1/2c0时,t 可用t1/2表示,即为反应的半衰期。

上式说明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。

为了比较各种物质的旋光能力引人比旋光度[α]这一概念并以下式表示 式中,t 为实验时的温度;D 为所用光源的波长, α为旋光度,l 为液层厚度(常以10 cm 为单位);c 为浓度(常用100 mL 溶液中溶有m 克物质来表示),式可写成: 若反应时间为0、t 、∞时溶液的旋光度各为α0、αt 、α∞则可导出 可得出或者 In(αt —α无穷)=In (α0—α无穷)—K 1t用ln(αt - α∞)对 t 作图为一直线,由直线斜率求k 1。

如以ln(αt-α∞)对t 作图可得一直线,由直线的斜率即可求得反应速度常数k 。

本实验就是用旋光仪测定αt 、α∞值、通过作图由截距可得到α0本实验就是用旋光仪测定αt 、α∞值、通过作图由截距可得到α0三.仪器与试剂仪器:旋光计 1台 停表 1块 容量瓶(50Ml ) 1个 移液管(25Ml )2支 炫光管(带有恒温水外套) 1支试剂:蔗糖(分析纯) 4mol/L HCl (通过分析浓度盐酸配制)四.主要操作步骤1.旋光仪零点校正洗净炫光管各部分零件,将炫光管一端的盖子旋紧,向管内注入蒸馏水,取玻璃盖片沿管口轻轻推入。

盖好再旋紧套盖,防止气泡产生。

2.蔗糖水溶解过程中αt 的测定10g 蔗糖溶于蒸馏水中,用50mL 容量瓶配制成溶液 ,移液管取25mL 蔗糖溶液注入100mL 干燥的锥形瓶kc dt dc =-cc t k 0ln 1=kt 2ln 21=[]lctD αα=[]100/m l t D ⋅=αα[]lc tD αα=∞∞--=ααααt t k 0ln 111ln a k t a x =-)ln()ln(0∞∞-+-=-ααααkt t取 25mL 4mol.L-1HCl 溶液加到蔗糖溶液的锥形瓶中混合 。

实验十一蔗糖转化速率常数的测定

实验十一蔗糖转化速率常数的测定

如能在一定的时间间隔t 内测得一系列数据,因为t 为定值,所以 ln(c - c ¢) 对 t 作图, 即可由直线的斜率求出 k 值。 这个方法的困难是必须使t 为一定值,而这通常不易直接求得,需要从 c ~ t 图上求 得,因而又多一步计算手续。
六、旋光仪的使用
1.旋光仪的构造及原理 光是电磁波,自然光在传播方向垂直的各个方向上都有振动,称为普通光。当光在 某个方向的振动占优势时,这种光称为偏振光。某些有机化合物和晶体,因为他们的分 子结构和晶体结构的特殊性,当有偏振光通过时,可使偏振光的振动平面向左或向右偏 转一定角度。这种使偏振光的振动面发生偏转的化合物称为旋光物质或光学活性物质, 这是因为分子内部有手性中心或晶体的各向异性造成的。旋光物质所具有的这种使偏振 面偏转的能力称为旋光性。一定温度下,偏转的角度和方向与所测物质的本性、溶液的 浓度、液层的厚度及偏振光的波长等因素有关。利用旋光性,可对旋光物质进行定性和
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图 11-2 旋光仪的光学系统 1.光源 2.起偏棱镜 3.石英片 4.样品管 5. 检偏镜 6.目镜 Figure11-2 Oource 2. polarizer 3. quartz piece 4.sample compartment 5.analyzer 6.detector
四、实验内容
1.将恒温槽与旋光管保温套相接,将超级恒温水浴的温度调节为 25℃,开通超级 恒温水浴的循环水。用受皿天平称取约 10 g 蔗糖于碘量瓶内,并加蒸馏水 50 mL 使蔗糖 完全溶解。若溶液浑浊,则需过滤。用移液管移取蔗糖溶液 25.00 mL 放入一个清洁干燥 的碘量瓶中,在另一个清洁干燥的碘量瓶内移入 25.00 mL 0.5 mol/L 的 HCl 溶液。将这 两只碘量瓶一起放入恒温槽中恒温 5 min ~10 min。 2.将恒温槽中 25mL HCl 溶液迅速倾入 25mL 蔗糖溶液中,立即按下秒表,作为反 应起点 t0。再将溶液倒回盛 HCl 溶液的碘量瓶中,如此反复三次,摇匀。迅速取少许混 合溶液荡洗旋光管 3 ~ 4 次,然后将此混合溶液装入旋光管,盛满,盖好管盖(勿使管 内有气泡) ,擦净,立刻放进旋光仪内。测量各时间 t 时溶液的旋光度 t,测定时要迅速、 准确。剩余混合反应液连同碘量瓶一起放入 65℃ 左右的高温水浴内加速反应至水解完 全。 3.测量时间间隔大致如下:从 t0 开始每隔 5、5、10、10、20、20、30 min 各测一 次。 4.t 测定完毕后,取出高温水浴内的反应液冷却至实验温度,装入旋光管,测其旋 光度的值。 6.实验结束后,必须洗净旋光管和碘量瓶,并将碘量瓶放入烘箱烘干。

[H+]浓度对蔗糖水解反应速度的影响

[H+]浓度对蔗糖水解反应速度的影响

乐山师范学院化学学院物理化学实验报告姓名:何雪学号:10310286班级:10级应用化学班实验题目: [H +]浓度对蔗糖水解反应速率影响的测定平均室温:9.4 ℃ 平均气压:98.02 Kpa 同组人:李媛会、曹礼玲、王璠、姚宣丞 日期: 2012/12/17一、实验目的1.进一步认识准一级反应的含义。

2.了解酸对蔗糖水解反应速度影响。

二、实验原理1. 影响蔗糖转化反应速率的因素有反应温度、反应物蔗糖和水的浓度、酸催化剂的种类和浓度等。

对于蔗糖的稀溶液,由于水是大量存在的,尽管有部分水分子参加了反应,仍可近似地认为整个实验过程中水的浓度是恒定的。

同时催化剂H +的浓度也保待不变.因此反应对蔗糖的级数变为:][][蔗糖蔗糖k dt d =-2. 蔗糖似为一级反应,时间t 时的反应物浓度为c ,k 为反应速率常数,即:lnc=-kt + lnc 0c 0为反应开始时蔗糖的浓度。

当c= c 0/2时,对应t 可用t 1/2表示,即为反应的半衰期,得一级反应的半衰期为:t 1/2= ln2 / k3. 蔗糖及其水解产物,都具有旋光性,且它们的旋光能力不同,故可以利用体系在反应进程中旋光度的变化来度量反应进行。

设反应时间为0、t 、∞时溶液的旋光度各为α0、αt 、α∞ 。

其具体关系为:()()∞∞-+⋅-=-ααααοIn t k In t以()∞-ααt In 对t 作图可得一直线,由直线的斜率即可求得反应速度常数k 。

三、仪器与试剂1.仪器旋光计 1台; 旋光管 1支; 恒温槽 1套; 台秤 1台; 停表 1个 ; 容量瓶(100ml ) 1个;移液管(25ml )2支; 锥形瓶 1个; 烧杯 1个;2.试剂H 2SO 4溶液(2mol/L ); 蔗糖 20g ; 蒸馏水。

四、主要实验步骤1. 旋光仪零点的校正(1)洗净旋光管各部分零件,将旋光管一端盖子打开,向管内注入蒸馏水,取玻璃H 2SO 4盖片沿管口轻轻推入,盖好再旋紧套盖,勿使其漏水或有气泡产生。

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4.α∞的测定:
将混合液(25mL4mol/LHCl溶液+25mL蔗糖溶液)置于近50℃的水浴中,恒温30min以加速反应,然后冷却至实验温度,按上述操作,测定其旋光度,持续约5min,旋光度不发生变化,可以认为反应完全,此值即可认为是α∞。若旋光度一直在变化,则还没有反应完全。
5.重复上述实验,但将HCl浓度分别改成2mol/L、1mol/L/,分别测其at、a∞
a∞
at-a∞
In(at-a∞)
137
11.944
-4.448
16.392
2.796793
210
11.834
-4.448
16.282
2.79006
277
11.734
-4.448
16.182
2.7839
287
11.732
-4.448
16.18
2.783776
333
11.63
-4.448
16.078
2.777452
2H+浓度对蔗糖转化反应速率影响的测定
———————————————————————————————— 作者:
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旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数
一、实验目的
1.了解蔗糖转化反应体系中各物质浓度与旋光度之间的关系;
2.测定蔗糖转化反应的速率常数;
式中,k为反应速率常数;C为时间t时的反应物浓度。积分得:
式中,C0为反应物的初始浓度。以时间对浓度(t—C),lnc~t作图,斜率即为k。
蔗糖及水解产物均为旋光性物质。但它们的旋光能力不同,故可以利用体系在反应过程中旋光度的变化来衡量反应的进程。溶液的旋光度与溶液中所含旋光物质的种类、浓度、溶剂的性质、液层厚度、光源波长及温度等因素有关。
4.旋光仪中的钠光灯(波长589.3nm)不宜长时间开启,测量间隔较长时应熄灭,以免损坏。
不宜超过4小时,若时间较长,可停用10~15min,使钠光灯冷却后,再重新开启使用。
六、数据记录与处理
1.将实验数据记录于下表:
温度:11.75℃盐酸浓度:4 mol/La∞:-4.448;
反应时间t(s)
at
三、仪器与药品
1.仪器:WZZ-2B自动旋光仪1台;旋光管1只;
超级恒温槽1套;台称1台;秒表一只;
烧杯(100mL)2 个;移液管(25mL)2只;移液管或量筒(50mL)1只
锥形瓶:1 个
2.药品:HCl溶液(4mol/L、3mol/L、2mol/L/、1mol/L)蔗糖(分析纯)。
四、实验步骤
1.将恒温槽调节到(50.0±0.1)℃恒温,旋光仪先预热20分钟。
2.旋光仪零点的校正:
旋光管注入蒸馏水,无气泡,旋紧,擦净,调节(圆盘旋光仪)目镜使视野清晰,旋转检偏镜至观察到的三分视野暗度相等为止,记下检偏镜之旋转角α,即为旋光仪的零点。WZZ-2B自动旋光仪“清零”(本实验中可以不校正零点)
五、注意事项
1.装样品时,速度要快,才能保证初始旋光度在约140(12.90左右)。旋光管管盖旋至不漏液体即可,不要用力过猛,以免压碎玻璃片。
2.在测定α∞时,通过加热使反应速度加快转化完全,但加热温度不要超过60℃,减少副反应。
3.酸对仪器有腐蚀,应特别注意,避免酸液滴漏到仪器上。实验结束后必须将旋光管洗净。
3.掌握旋光仪的基本原理及其使用方法;
4.了解H+对速率常数的影响。
二、实验原理
蔗糖转化反应为:
C12H22O11(蔗糖)+H2O→C6H12O6(葡萄糖)+ C6H12O6(果糖) V=K[C12H22O11][H2O]
[α]D20=66.60[α]D20=52.50[α]D20=-91.90
为使水解反应加速,常以酸为催化剂,故反应在酸性介质中进行。该反应为二级反应。由于反应中水是大量的,可以认为整个反应中水的浓度基本是恒定的。而H+是催化剂,其浓度也是固定的。所以,此反应可视为准一级反应。其动力学方程为
为了比较各种物质的旋光能力,引入比旋光度的概念。比旋光度可用下式表示:
式中,t为实验温度(℃);D为光源波长; α为旋光度;l为液层厚度(m);C为浓度(kg·m-3)。
可知,当其它条件不变时,旋光度α与浓度C成正比。即:
式中的K是一个与物质旋光能力、液层厚度、溶剂性质、光源波长、温度等因素有关的常数。
3.蔗糖水解过程中αt的测定:
称取10g蔗糖,加入50mL蒸馏水配成溶液(若溶液浑浊,应先过滤)。用移液管取25mL蔗糖溶液置于100mL烧杯。移取25mL4mol·dm-3HCl溶液于另一100mL烧杯中。将HCl迅速倒入蔗糖中,充分混合,在加入HCl时开始记时。(若用移液管移取25mL4mol/LHCl溶液直接加入到盛蔗糖溶液的烧杯中,则加入一半时开始计时)将混合液装满旋光管,测量不同时间t时溶液的旋光度αt。测定时要迅速准确,当将三分视野暗度调节相同后,先记下时间,再读取旋光度。每隔一定时间,读取一次旋光度,开始时,可每1min读一次,15min后(读取15个数值),每2min读一次,再读取15个数值(30min)。共测定45min,30个数值。
在蔗糖的水解反应中,反应物蔗糖是右旋性物质,其比旋光度[α]D20=66.6°。产物中葡萄糖也是右旋性物质,其比旋光度[α]D20=52.5°;而产物中的果糖则是左旋性物质,其比旋光度[α]D20=-91.9°。因此,随着水解反应的进行,右旋角不断减小,最后经过零点变成左旋。(实验过程中,大约从140~20之间,约需45分钟。)旋光度与浓度成正比,并且溶液的旋光度为各组成的旋光度之和。若反应时间为0,t,∞时溶液的旋光度分别用α0,αt,α∞表示。则:
α0=K蔗糖C0(表示蔗糖未转化)(1)
α∞=(K蔗糖+K葡萄糖)C0(表示蔗糖已完全转化)(2)
K反和K生分别为对应反应物与产物之比例常数。
(3)
三式联立可以解得:
(1)-(2)得
(3)-(2)得
两式代入上式即得:
可见,以ln(αt-α∞)对t作图,由该直线的斜率即可求得反应速率常数k,半衰期t1/2。
386
11.528
-4.448
15.976
2.771088
438
11.426
-4.448
15.874
2.764683
444
11.424
-4.448
15.872
2.764557
484
11.322
-4.4
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