1、 测定蔗糖转化反应的速率常数和半衰期。
2、 了解该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。
旋光法测定蔗糖反转反应的速率常数 一、目的要求 1、 测定蔗糖转化反应的速率常数和半衰期。 2了解该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。 二、仪器与试剂 WZZ-2B自动旋光仪(上海仪电物理光学仪器有限公司生产),样品管,秒表,恒温槽,量筒,锥形瓶,蔗糖水溶液,盐酸水溶液。 三、实验原理 蔗糖在水中水解成葡萄糖与果糖的反应为 H+C12H22O11(蔗糖)+H2O C6H1206(葡萄糖)+C6H1206(果糖) 为使水解反应加速,反应常常以H+为催化剂。由于在较稀的蔗糖溶液中,水是大量的,反应达终点时,虽然有部分水分子参加了反应,但与溶质(蔗糖)浓度相比可以认为它的浓度没有改变。因此,在一定的酸度下,反应速度只与蔗糖的浓度有关,所以该反应可视为一级反应(动力学中称之为准一级反应)。该反应的速度方程为: dC/dt= kC 其中C为蔗糖溶液的浓度,k 为蔗糖在该条件下的水解反应速度常数该反应的半衰期与k的关系为t1/2=In2/k 蔗糖、葡萄糖、果糖都是旋光性的物质,即都能使透过它们的偏振光的振动面旋转一定的角度,称为旋光度,以α表示。其中蔗糖、葡萄糖能使偏振光的振动面按顺时针方向旋转,为右旋光性物质,旋光度为正值。而果糖能使偏振光的振动面按逆时针方向旋转,为左旋光性物质,旋光度为负值。 反应进程中,溶液的旋光度变化情况如下 当反应开始时,t=0,溶液只有蔗糖的右旋,旋光度为正值,随着反应的进行,蔗糖溶液减少,葡萄糖和果糖浓度增大,由于果糖的左旋能力强于葡萄糖的右旋。整体来说,溶液的旋光度随着时间而减少。当反应进行完全时,蔗糖溶液为零,溶液中只有葡萄糖和果糖,这时,溶液的旋光度为负值。可见,反应过程中物质浓度的变化可以用旋光度来代替表示。 从上式可见,以ln a-α)对t作图,可得一直线,由直线斜率可求得速度常数k。 四、实验步骤 1、从烘箱中取出锥形瓶。恒温槽调至55℃。 2、开启旋光仪,按下"光源”和“测量"。预热10分钟后,先净样品管,然后在样品管中装人蒸馏水,测量蒸馏水的旋光度,之后清零。 3、量取蔗糖和盐酸溶液各30毫升至干净干燥的锥形瓶,盐酸倒入蔗糖中,摇匀,然后迅速用此溶液 洗涮样品管3次,再装满样品管,放入旋光仪中,开始记时。将锥形瓶放入恒温槽中加热,待30分钟后取出,冷却至室温。 4、记时至2分钟时,按动“复测",记录。如此每隔2分钟测量一次,直至30分钟(注意数值为正值时使用“+复测",数值为负值时使用“-复测")。 5、倒去样品管中的溶液,用加热过的溶液洗涮样品管3次,再装满样品管,测其旋光值,共测5次,求平均值。 五、实验数据记录 时间/min 2 4 6 8 10 12 14 16 αt/度 3.565 3.375 3.265 3.050 2.850 2.690 2.495 2.230 时间/min 18 20 22 24 26 28 30 αt/度 2.045 1.890 1.665 1.025 0.845 0.600 0.175 αo=-0.570、-0.590、-0.590、-0.605、-0.610 αoo的平均值为:-0.593 六、数据处理 16 18 20 22 24 26 28 30 -0.593 -0.593 -0.593 -0.593 -0.593 -0.593 -0.593 -0.593 2.230 2.045 1.890 1.665 1.025 0.845 0.600 0.175 1.03780 0.97002 0.90947 0.81448 0.48119 0.36325 0.17467 -0.26396 由Ln(at-ao) ~t直线y=-0.0662x+1.4062可求得:蔗糖的转化反应速率K=0.0662 半衰期:ti=1n2_0.693)3=10.47min2 k k 七、实验结果 本实验测得蔗糖的反转反应速率K=060662 ,半衰期为 10.47min ,测得的旋光度变化趋势是从大到小,最终出现负值。证明果糖的旋光度为负值,并在数值上大于葡萄糖的旋光度值。而最终的旋光度几乎不变,这说明反应几乎已经达到极限。 旋光法测定蔗糖反转反应的速率常数详情请见附件!
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上海仪电物理光学仪器有限公司为您提供《蔗糖水中反应的速率常数和半衰期检测方案(旋光仪)》,该方案主要用于固态复合调味料中营养成分检测,参考标准《GB/T 22221 食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖的测定 高效液相色谱法》,《蔗糖水中反应的速率常数和半衰期检测方案(旋光仪)》用到的仪器有仪电物光SGW-533自动(高速)旋光仪