PAGEPAGE2實(shí)驗(yàn)三旋光法測定蔗糖水解速率常數(shù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解旋光儀器的簡單結(jié)構(gòu)原理和測定旋光物質(zhì)的旋光度的原理，正確掌握旋光儀的使用方法。2.利用旋光儀測定水解作用的速率常數(shù)。二、實(shí)驗(yàn)原理根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定反應(yīng)A+B→C的速率公式為：（3.1）式中：a、b為表示A、B的起始濃度；x為時(shí)間t時(shí)，生成物的濃度；k’為反應(yīng)速率常數(shù)。這是一個(gè)二級(jí)反應(yīng)。但若起始時(shí)兩物質(zhì)的濃度相差很遠(yuǎn)，ba，反應(yīng)過程中B的濃度減少很小，可視為常數(shù)，上式可寫成：（3.2）此式為一級(jí)反應(yīng)，把上式移項(xiàng)積分得：（3.3）當(dāng)x=a時(shí)，時(shí)間t用t1/2表示，即為半衰期：（3.4）或得：（3.5）蔗糖水解反應(yīng)就是屬于此反應(yīng)。C12H22O11+H2OC6H12O6+C6H12O6蔗糖葡萄糖果糖其反應(yīng)速率和蔗糖、水以及作為催化劑的氫離子濃度有關(guān)。水在這里作為溶劑，其量遠(yuǎn)大于蔗糖，可看作常數(shù)（對(duì)100g20%的蔗糖溶液而言，含蔗糖為20/342=0.06mol/L，含H2O為80/18=4.4mol/L，由上式反應(yīng)知道，當(dāng)0.06mol/L的蔗糖全部水解后，水的含量仍有4.34mol/L，所以相對(duì)而言水的量可看作不變）。所以此反應(yīng)看作一級(jí)反應(yīng)。當(dāng)溫度及氫離子濃度為定值時(shí)，反應(yīng)速率常數(shù)為定值。蔗糖及其水解物都具有旋不光性，且它們的旋光能力不同，所以可用體系反應(yīng)過程中旋光度的變化來度量反應(yīng)的進(jìn)程。在實(shí)驗(yàn)中，把一定濃度的蔗糖溶液與一定的鹽酸溶液等體積混合，用旋光儀測定旋光度隨時(shí)間的變化關(guān)系，然后推算蔗糖的水解程度。因?yàn)檎崽蔷哂杏倚庑?，比旋光度?66.37o，而水解產(chǎn)生的葡萄糖為右旋性物質(zhì)，其比旋光度為=52.7o；果糖為左旋光性物質(zhì)，其比旋光度為=-92o，由于果糖的左旋性比較大，故反應(yīng)進(jìn)行時(shí)，右旋數(shù)值逐漸減小，最后變成左旋，因此蔗糖水解作用又稱為轉(zhuǎn)化作用。用旋光儀器測得旋光度的大小與溶液中被測物質(zhì)的旋光性、溶劑性質(zhì)與光源波長、光源經(jīng)過的的厚度、測定時(shí)溫度等因素有關(guān)。當(dāng)這些條件固定時(shí)，旋光度α與被測溶液的濃度a呈直線關(guān)系，所以α0=A反a（t=0蔗糖未轉(zhuǎn)化時(shí)的旋光度）（3.6）α∞=A生a（t=∞蔗糖全部轉(zhuǎn)化時(shí)的旋光度）（3.7）αt=A生(a-x)+A生x{t=t蔗糖濃度為(a-x)時(shí)的旋光度}（3.8）式中，A反、A生為反應(yīng)物與生成物的比例常數(shù)，a為反應(yīng)物起始濃度也是水解結(jié)束生成物的濃度，x為t時(shí)生成物的濃度。由（3.6），（3.7），（3.8）式得：（3.9）將式（3.9）代入（3.3），則得：（3.10）將式（3.10）整理得：(3.11)以lg(αt-α∞)對(duì)t作圖，由直線斜率求出速率常數(shù)k。如果測出不同溫度時(shí)的k值，利用Arrhenius公式求出反應(yīng)在該溫度范圍內(nèi)的平均活化能。三、儀器與藥品旋光儀及其附件1套，叉形反應(yīng)管2只，恒溫槽及其附件1套，停表1只，容量瓶（100mL）1個(gè)，（25mL）3只。移液管（25mL，胖肚）1根，移液管（25mL，刻度）1根，燒杯（50mL）1只，洗瓶1只，洗耳球1個(gè)。蔗糖（分析純），鹽酸1.8mol.L-1。四、實(shí)驗(yàn)步驟1.儀器裝置請(qǐng)仔細(xì)了解旋光儀的構(gòu)造和原理，掌握使用方法。2.旋光儀的零點(diǎn)校正蒸餾水為非旋光物質(zhì)，可以用來校正旋光儀的零點(diǎn)（即a=0時(shí)儀器對(duì)應(yīng)的刻度）。校正時(shí)，先洗凈樣品管，將管的一端加上蓋子，并由另一端向管內(nèi)灌滿蒸餾水，在上面形成一凸