实验四旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数幻灯片.ppt
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1、实验四旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数第1页,共24页,编辑于2022 年,星期五(1)今有1 mol 单原子理想气体,始态压力为1013 kPa,体积为2 24 dm3.经绝热向真空膨胀至体积为22 4 dm3.(2)又绝热可逆地将膨胀后的上述气体压缩为2 24 dm3.分别求(1),(2)两过程的 Q,W,U,H 和 S.设 CV m=3 R/2.1mol,pgT1=273K p1=1013kPaV1=2 24 dm31mol,pgT2=T1 p2 V2=22.4dm3(1)Q=0(1)因 Q=0,W=0,U=Q+W=0,故 T=0,H=0第2页,共24页,编辑于2022 年,星期五1mo
2、l,pgT1=273K p1=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,共24页,编辑于2022 年,星期五1.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。实验目的第4页,共24页,编辑于2022 年,星期五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
3、+是催化剂,其浓度也是固定的。所以,此反应可视为假一级反应。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,共24页,编辑于2022 年,星期五反应的半衰期实验原理第6页,共24页,编辑于2022 年,星期五 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。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t为实验温度();D为光源波长;为旋光度;l为液层厚度(m);C为浓度(kgm-3)。当其它条件不变时,旋光度与浓度C成正比。实验原理第7页,共24页,编辑于2022 年,星期五 在蔗糖的水解反应
4、中,反应物蔗糖是右旋性物质,其比旋光度20D=66.6。产物中葡萄糖也是右旋性物质,其比旋光度20D=52.5;而产物中的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,右旋角不断减小,最后经过零点变成左旋。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。实验原理第8页,共24页,编辑于2022 年,星期五 t=K反 C+K生(C0-C)0=K反 C0=K生 C0若反应时间为 0,t,时溶液的旋光度分别用 0,t,表示。则:实验原理第9页,共24页,编辑于2022 年,星期五 以ln(t-)对t作图为一直线,由该直线的斜率即可求得反应速率常数 k。进而可求
5、得半衰期 t1/2ln(t-)=-kt+ln(0-)实验原理第10页,共24页,编辑于2022 年,星期五仪器与药品1.仪器 旋光仪(WZZ2A2B自动旋光仪);旋光管;恒温槽;台称;停 表;烧杯;移液管(量筒);2.药品 HCl溶液(4moldm-3);蔗糖(分析纯)。第1 1页,共24页,编辑于2022 年,星期五1.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察到的三分视野暗度相等为止,记下检偏镜之旋转角,重复操作三次,取其平均值,即为旋光 仪的零点。实验步骤第12页,共24页,编辑于2
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