2012旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数课件.ppt

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1、旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数基础化学实验Ⅲ（物理化学实验）速率常数、半衰期、旋光性、旋光与浓度关系。知识点及实验技能训练要点知识点：旋光仪的使用、恒温水浴的使用（均为首次训练）实验技能训练要点：一、实验目的二、实验原理三、实验步骤四、注意事项五、实验总结六、实验延伸七、思考题1、测定蔗糖转化反应的速率常数和半衰期；2、了解反应的反应物浓度与旋光度之间的关系；3、了解旋光仪的基本原理，掌握旋光仪的正确使用方法。一、实验目的蔗糖在水中转化成葡萄糖与果糖,其反应为：t=0c55.5500t=tc-x55.55-xxxt→∞0　55.55-ccc该反应的动力学方

2、程式为：二、实验原理该实验用旋光仪来间接测定x值。k为反应速率常数。如果测得不同时刻t的x值(???)，则可求出相应的k。若k值为常数，则证明该反应为一级反应。若以(αt-α∞)对t作图得一直线，证明是一级反应，并可从直线的斜率求出k值。积分得：旋光度与物质浓度成正比，所以有：t=0体系旋光度α0=βct=∞体系旋光度α∞=γct=t体系旋光度αt=β(c-x)+γx将以上关系代入一级动力学积分式，有：说明：H+离子起催化作用；水大量存在的,尽管有部分参加反应,但在整个反应过程中仍可近似地认为其浓度恒定。因此蔗糖转化反应可看作为准一级反应；蔗糖是右旋性物质,

3、其比旋光度[α]D20=66.60;葡萄糖是右旋性物质,其比旋光度[α]D20=52.50；果糖是左旋性物质,其比旋光度[α]D20=-91.90；[α]D20=100α/(c.l)，c单位为100ml溶液所含样品质量（g）。半衰期：1.旋光仪的零点校正三、实验步骤用蒸馏水校正旋光仪的零点，样品管装满蒸馏水，管内不应有气泡。将旋光管放入仪器样品室中，按下“清零”键，使读数显示为零。2.溶液的配制在锥形瓶内，称取20.0g蔗糖，加入100mL蒸馏水，使蔗糖完全溶解。若溶液混浊，则需要过滤。溶液需要配多少？浓度为多少？浓度需要精确配置吗？3.反应过程的旋光度测定

4、？？？多少mL蔗糖与多少mL，浓度为？的盐酸溶液混合。时间间隔？什么时候结束反应？将恒温水浴和恒温箱都调节到反应所需的温度，蔗糖、盐酸恒温一段时间，盐酸加入到蔗糖中，开始反应计时，并测定反应过程中的旋光度。将反应液放入50-60oC水浴中反应，冷至实验温度下测试旋光度，即得α∞。1.旋光管管盖只要旋至不漏液即可，不可过度旋压。旋得过紧会造成小玻璃片损坏，或因玻片受应力而产生一种附加的假偏振作用，给测量造成误差。。2.在混合蔗糖和盐酸溶液时，将盐酸加到蔗糖溶液，不能将蔗糖加到盐酸溶液中。为什么？3.旋光管装样时其中不能有气泡。四、注意事项（一）数据处理根据实验

5、数据，以ln(αt-α∞)对t作图，得一直线，从直线的斜率计算反应速率常数k值，并计算反应半衰期。用微机处理。五、实验总结旋光度对温度比较敏感，温度升高会使旋光管的长度增大，但使液体的密度有所降低，有时还会涉及旋光物质分子不同构型平衡态之间的改变，以及溶剂-溶质分子之间相互作用的改变等内在因素。在要求不太高的测量中可以将旋光仪放在空气恒温箱内，用普通的样品管进行测量，但要求被测试样预先恒温，然后注入样品管，再恒温3～5min进行测量。（二）讨论五、实验总结六、实验延伸测定不同温度下的速率常数，根据阿仑尼乌斯方程可求算反应的活化能E。活化能测定：配置蔗糖溶液时

6、称量不够准确，对测量结果是否有影响?2.蔗糖和盐酸反应时，是将哪个溶液加入到哪个溶液中？可否反过来添加？在测量蔗糖转化速率时，选用长的旋光管好，还是短的旋光管好？旋光度与哪些因素有关？?七、思考题