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1蔗糖水解反应速率常数的测定（第3页）

tmin

αt－α∞

ln（αt－α∞）

（3）　用ln（αt－α∞）对t作图，由直线斜率求出反应速率常数k（直线斜率的相反数即为速率常数k），并计算反应的半衰期t12。

七、思考题

（1）　蔗糖水解反应速率常数和哪些因素有关？

（2）　为什么可用蒸馏水来校正旋光仪的零点？求速率常数时，所测旋光度是否必须进行零点校正？

（3）　记录反应开始的时间迟点或早点是否影响k值的测定？

八、讨论

（1）　在混合蔗糖溶液时，我们是将HCl溶液加到蔗糖溶液中去，可否将蔗糖加到HCl溶液中？不能，因为将反应物蔗糖加入到大量HCl溶液时，一旦加入则马上会分解产生果糖和葡萄糖，则在放出一半开始时，已经有一部分蔗糖产生了反应，记录t时刻对应的旋光度已经不再准确。反之，将HCl溶液加到蔗糖溶液中去，由于H+的浓度小，反应速率小，计时之前所进行的反应的量很小。

（2）　温度对反应速率常数影响很大，所以严格控制反应温度是做好本实验的关键，建议最好用带有恒温夹套的旋光管。

（3）　蔗糖溶液与盐酸混合时，由于开始时蔗糖水解较快，若立即测定容易引入误差，所以第一次读数需待旋光管放入恒温槽后约5min进行，以减少测定误差。

（4）　α∞的测量过程中，剩余反应混合液加热温度不宜过高，以50～55　℃为宜，否则有副反应发生，溶液变黄。蔗糖是由葡萄糖的苷羟基与果糖的苷羟基之间缩合而成的二糖。在H+离子催化下，除了苷键断裂进行转化外，高温还有脱水反应，会影响测量结果。

（5）　在本实验旋光度的测定过程中，应当使用同一台仪器和同一支旋光管，并且每次测试时都必须保证旋光管在旋光仪中所放的位置和方向保持一致。

（6）　溶液的旋光度与溶液中所含旋光物质的旋光能力，溶剂性质、溶液浓度、样品管长度、光源波长及温度等因素有关。为了比较各种物质的旋光能力，引入比旋光度这一概念，比旋光度可以表示为：

[α]20D=α·100l·cA

式中：“20”表示实验时温度为20℃，D是指用钠灯光源D线的波长（即589nm），α为测得的旋光度（°），l为样品管长度（dm），L）。

作为反应物的蔗糖是右旋性物质，其比旋光度[α]20D=66.6；生成物中葡萄糖也是右旋性物质，其比旋光度[α]20D=52.5，但果糖是左旋性物质，其比旋光度[α]20D=－91.9。由于生成物中果糖的左旋性比葡萄糖右旋性大，所以生成物呈左旋性质。因此，随着反应的进行，体系的右旋角不断减小，反应至某一瞬间，体系的旋光度可恰好等于零，而后就变成左旋，直至蔗糖完全转化，这时左旋角达到最大值α∞。当其他条件不变时，旋光度与物质浓度成正比。

（7）　本实验蔗糖溶液可用粗天平衡量，因为本实验只需要记录αt～t数据，根据作图求得反应速率常数k，数据处理时不需要知道蔗糖溶液的精确初始浓度。

（8）　光路：起偏镜—石英条—样品管—检偏镜—刻度盘—望远镜—人眼。

从钠灯光源发出的光线通过起偏镜成为平面偏振光，在半波片处产生三分视场。如图41所示。

当视场中三部分暗度一致时（如零视场图），对应仪器零点，当然，有时仪器存在系统误差，需要进行零点校正。当放入待测溶液的试管后，由于溶液的旋光性，使平面偏振光旋转了一个角度，零度视场发生了变化，三分视场的暗度不再一致。此时转动检偏镜一定角度，能再次出现暗度一致的视场。检偏镜由第一次黑暗到第二次黑暗的角度差即为被测物质的旋光度。

图41三分视场

九、文献值

1．　[α]298.2KD=+66.37°

摘自Robert　C.Weast.abook　of　chemistry　and　physics.58th.ed:c503

2．　[H+]=0．９００mol·dm-3

k298=11.16×10-3min-1；k308=46.76×10-3min-1；k318=148.8×10-3min-1

摘自A.Lamble，　W.C.M.Lewis;　J.CheSoc.191５:107233