实验四旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数精品文稿.ppt
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1、实验四旋光法四旋光法测定定蔗糖蔗糖转化反化反应的速的速率常率常数数第1页,本讲稿共24页(1)今有1 mol单原子理想气体,始态压力为1013 kPa,体积为224 dm3.经绝热向真空膨胀至体积为224 dm3.(2)又绝热可逆地将膨胀后的上述气体压缩为224 dm3.分别求(1),(2)两过程的Q,W,U,H和S.设CVm=3R/2.1mol,pgT1=273K p1=1013kPaV1=2 24 dm31mol,pgT2 =T1 p2 V2=22.4dm3(1)Q =0(1)因因 Q=0,W=0,U=Q+W=0,故故 T=0,H=0第2页,本讲稿共24页1mol,pgT1=273K p1
2、=1013kPaV1=2 24 dm31mol,pgT2 =T1 p2 V2=22.4dm31mol,pg T3 =?p3 V3=2 24 dm3(1)Q =0(2)S=0第3页,本讲稿共24页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和半衰期。3.了解旋光仪的基本原理,掌握其使用方法。实验目的实验目的第4页,本讲稿共24页实验原理蔗糖转化反应为:C12H22O11+H2O C6H12O6 +C6H12O6 蔗糖 葡萄糖 果糖 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,此反应可视为假一级反
3、应。其动力学方程为 k为反应速率常数;C为时间t时的反应物浓度第5页,本讲稿共24页反应的半衰期反应的半衰期实验原理第6页,本讲稿共24页 蔗糖及水解产物均为旋光性物质。但它们的旋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。度的变化来衡量反应的进程。为了比较各种物质为了比较各种物质的旋光能力,引入比旋光度的概念。比旋光度可的旋光能力,引入比旋光度的概念。比旋光度可用下式表示用下式表示t为实验温度为实验温度();D为光源波长为光源波长;为旋光度为旋光度;l为液层厚度为液层厚度(m);C为浓度
4、为浓度(kgm-3)。当其它条件不变时,旋光当其它条件不变时,旋光度度与浓度与浓度C成正比。成正比。实验原理第7页,本讲稿共24页 在蔗糖的水解反应中,反应物蔗糖是右旋性物在蔗糖的水解反应中,反应物蔗糖是右旋性物质质,其比旋光度其比旋光度20D=66.6。产物中葡萄糖也是右。产物中葡萄糖也是右旋性物质,其比旋光度旋性物质,其比旋光度20D=52.5;而产物中的;而产物中的果糖则是左旋性物质,其比旋光度果糖则是左旋性物质,其比旋光度20D=-91.9。因此,随着水解反应的进行,右旋角不断减。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。旋光度与浓度成正比,小,最后经过零点变成左
5、旋。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。并且溶液的旋光度为各组成的旋光度之和。实验原理第8页,本讲稿共24页 t=K反反 C+K生生(C0-C)0=K反反 C0 =K生生 C0若反应时间为若反应时间为0 0,t t,时溶液的旋光度时溶液的旋光度分别用分别用00,tt,表示。则表示。则:实验原理第9页,本讲稿共24页 以以ln(t-)对对t作图为一直线,由该直线的斜率作图为一直线,由该直线的斜率即可求得反应速率常数即可求得反应速率常数 k。进而可求得半衰期。进而可求得半衰期 t1/2ln(t-)=-kt+ln(0-)实验原理第10页,本讲稿共24页仪器与药品仪器与药品1.1
6、.仪器仪器 旋光仪(旋光仪(WZZWZZ2A2B2A2B自动旋光仪自动旋光仪);旋光管旋光管;恒恒温槽温槽;台称台称;停停 表表;烧杯烧杯;移液管移液管(量筒)量筒);2.2.药品药品 HCl HCl溶液溶液(4moldm-3);(4moldm-3);蔗糖蔗糖(分析纯分析纯)。第11页,本讲稿共24页1.旋光仪零点的校正旋光仪零点的校正:旋光管内注入蒸馏水,使管内无气泡存在。旋旋光管内注入蒸馏水,使管内无气泡存在。旋紧套盖,勿使漏水。放入旋光仪中盖上槽盖,打开紧套盖,勿使漏水。放入旋光仪中盖上槽盖,打开光源,调节目镜使视野清晰,然后旋转检偏镜至观光源,调节目镜使视野清晰,然后旋转检偏镜至观察到
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