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一直测定到旋光度为负值,并要测量4~5个负值为止。
非测量时要将样品管放入恒温槽内保持恒温。
5. α∞的测量
测定过程中,可将反应试管中剩余的反应混合物(大约一半的反应液)放入55℃恒温槽中加热30min,使反应充分后,冷却至实验反应设定温度(25 ℃)后测定体系的旋光度,连续读数三次平均值。
由于反应液的酸度很大,因此样品管一定要擦干净后才能放入旋光仪内,以免酸液腐蚀旋光仪,实验结束后必须洗净样品管。
五、注意事项
(1) 实验过程中的钠光灯不应开启时间太长,否则应熄灭,以延长钠光灯寿命。
但下一次测量之前提前10min打开钠光灯,使光源稳定。
(2) 实验结束时,应立即将旋光管洗净擦干(至无酸性为止),防止酸对旋光箱的腐蚀。
注意千万不要将旋光管两头的玻片弄丢了。
(3) 溶液的混合及αt、α∞的测定,溶液均须恒温至实验温度时方可进行。
如旋光仪无恒温装置,可将旋光管置于恒温槽中,待读数时间快到时,取出旋光管,擦净,置旋光仪中调节视场后,再立即将旋光管放入恒温槽中恒温。
六、实验数据记录和处理
试剂:蔗糖(20%),HCl溶液(3mol·L-1);实验温度:25℃±0.1℃;测定值α∞=。
(1) 反应过程所测得的旋光度αt和时间t列表(见表41),并作出αt~t的曲线图。
表41蔗糖反应液所测时间与旋光度原始数据
t/min
αt
(2) 从αt~t的曲线图上,等时间间隔取8个αt数值,并算出相应的(αt-α∞)和ln(αt-α∞)的数值并列表。
表42ln(αt-α∞)与t数据
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。
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