蔗糖水解速率常数的测定实验报告记录
蔗糖水解速率常数的测定实验报告记录
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蔗糖水解速率常数的测定
一． 实验目的：
1.测定蔗糖水溶液在H +催化下转化反应的速度常数和半衰期。
2.掌握旋光仪的使用。
二． 实验原理：
蔗糖水解反应式为：
612661262112212O H C O H C O H O H C H +?→?++
蔗糖 葡萄糖 果糖
H +是催化剂，如果无H +存在，反应速度极慢，此反应是二级反应。但由于反应
时水是大量存在的，整个反应过程中水的浓度可近似为恒定，因此可视为准一级反应，反应速度方程如下：
A A
kC dt
dC =- （18-1） 式中C A 为t 时刻的蔗糖浓度，k 为反应速度常数。
若令蔗糖起始浓度为C A.0，（18-1）式积分得：
kt C C A
A =0
,ln （18-2）
由于蔗糖、葡萄糖和果糖都含有不对称的碳原子，它们都是旋光性物质，但
它们的旋光能力各不相同，其中蔗糖右旋，比旋光度[]ο
6.6020=D α，葡萄糖右
旋，比旋光度[]ο5.5220=D α，
果糖左旋，比旋光度[]ο9.9120
-=D α，所以随着反应的进行，物质的旋光度不断变化，由右旋逐渐变为左旋，故可利用体系在反应过程中旋光度的变化来量度反应的进程。
旋光度的测量可使用旋光仪（见第2章 常用仪器简介 2.6.旋光仪）。当样品管长度，光波波长、温度、溶剂等其他条件都不变时，溶液旋光度α与其中旋光性物质浓度C 呈线性关系。
KC =α （18-3） 式中比例常数K 与物质的旋光能力、溶剂性质、样品管长度、温度等有关。
旋光度只有相对含义，它因实验条件的不同会有很大的差异。物质的旋光能力可用比旋光度来度量，比旋光度用下式表示：
[]lC
D αα1020
=
（18-4）
式中：20为实验时的温度20℃；D 是指所用钠光灯源D 线，波长为589nm ；α
为测得的旋光度（单位：度）；l 为样品管的长度（单位：厘米）；C 为浓度（单位：克/mL ）。
设反应初始时即t=0时，蔗糖的浓度为C A ，O ，当时间为t 时，蔗糖的浓度为
C A 。则
O A C K ,0?=反α （t=0，蔗糖尚未水解）
(18-5)
O A C K ,?=∞生α （t=∞，蔗糖完全转化)
(18-6)
(18-5)、（18-6）式中反K 和生K 分别为反应物与生成物的比例系数。 而当t=t 时，
）
（生反A O A A t C C K C K -+=,α
（18-7） 由（18-5）、（18-6）、（18-7）式可以解得：
）（）（生反k k C O A -=-∞,0αα （18-8)
）
（）（生反k k C A t -=-∞αα （18-9）
将（18-8）、（18-9）两式代入（18-2）式，整理得：
)
lg(303
.2)lg(0∞∞-+-=-ααααt k
t
（18-10） 由（18-10）式可以看出，以lg(αt -α∞)对t 作图为一直线，斜率303
.2k
m -
=，可求得反应速度常数k ，半衰期k
t 2ln 21=
也可求得。
三． 实验步骤：
1．调节空气恒温箱温度在25℃，用蒸馏水校正旋光仪的零点，熟悉旋光仪的调节和读数。
2．将蔗糖溶液、3.0mol·L-1HCl 溶液、反应完毕液（为节省同学时间，相同的反应完毕液实验室已准备好。方法是室温下静置24小时以上或于50℃恒温2个小时）分别置于锥形瓶中，放在已调节到25℃的恒温槽中恒温。
3．用移液管吸取已恒温的10.00mL 蔗糖溶液至干燥的锥形瓶中，再用另一支移液管吸取已恒温的10.00mL3.0 mol·L-1HCl 溶液加入其中（HCl 溶液流出一半时即按下秒表开始记时）。迅速混合均匀，并用少量此溶液冲洗10cm 长的样品管二次，然后将反应液充满样品管，盖好盖子并擦干样品管外部，立即将样品管放入旋光仪，调节至三分视界消失、暗度相等，先准确记下时间，再读取此时的旋光度读数。开始的20分钟内每2分钟测取一次读数，此后随着反应速度变慢，可将时间间隔逐渐适当放长，每3~5分钟测取一次读数，大约连续测量1.5小时，读数间隔时间如较长，可暂时关闭光源。
4．如上法测定实验温度下反应完毕液的旋光度α∞ 。
注意事项：
1．样品管通常有10厘米和20厘米两种长度，一般选用10厘米长度的，这样换算成比旋光度时较方便。但对于旋光能力较弱或溶液浓度太稀的样品，需用20厘米长的样品管。
2．旋光度受温度的影响较敏感，一般来说，旋光度具有负的温度系数，其间不存在简单的线性关系，且随物质的构型不同而异，但一般均在-（0.01~0.04）度-1之间，因此，在精密测定时必须用装有恒温水夹套的样品管，恒温水由超级恒温槽循环控制。
3．样品管的玻璃窗片是由光学玻璃制成的，用螺丝帽盖及橡皮垫圈拧紧时，不能拧得过紧，以不漏水为限，否则，光学玻璃会受应力而产生一种附加的偏振作用，给测量造成误差。
4．配制蔗糖溶液前，应先将其经380K烘干。实验结束时，应将样品管洗净，防止酸腐蚀样品管盖。同时，应将锥形瓶洗干净再干燥，以免发生碳化。
四．数据记录与处理：
实验温度___25℃___________气压_____1atm__________α∞_ -2.25 _
时间αtαt-α
∞lg (αt-α∞) 2′56″ 6.60 8.850.946943271
4′44″ 6.45 8.70.939519253
6′39″ 6.30 8.550.931966115
8′18″ 6.15 8.40.924279286
10′08″ 6.00 8.250.916453949
11′56″ 5.80 8.050.90579588
13′40″ 5.60 7.850.894869657
15′52″ 5.25 7.50.875061263
17′51″ 4.95 7.20.857332496
19′50″ 4.80 7.050.848189117
22′23″ 4.50 6.750.829303773
25′19″ 4.15 6.40.806179974
28′25″ 3.85 6.10.785329835
31′42″ 3.60 5.850.767155866
34′20″ 3.25 5.50.740362689
37′25″ 3.05 5.30.72427587
40′59″ 2.60 4.850.685741739
45′31″ 2.30 4.550.658011397
49′38″ 1.70 3.950.596597096
54′52″ 1.45 3.70.568201724
58′23″ 1.15 3.4 0.531478917 62′52″ 0.80 3.05 0.484299839 67′04″ 0.50 2.75 0.439332694 71′44″ 0.25 2.5 0.397940009 76′36″ 0.00 2.25 0.352182518 80′48″ -0.25
2
0.301029996
1． 算各时间t 的αt -α∞和lg (αt -α∞)数值，填入上表。
2． lg (αt -α∞)对t 作图，由直线斜率求反应速度常数k ，并计算半衰期t 1/2 。
20
40
60
80
0.0
0.10.20.30.40.50.60.70.8
0.91.01.11.2
)
lg(303
.2)lg(0∞∞-+-
=-ααααt k
t l g (αt -α∞)
t/min
由曲线可得其斜率为-0.00827，近而求出反应速率常数k=3.174×10-4s -1,
k
t 2ln 21=
=2183s
思考与讨论
1．本实验中是否需要对每一个数据进行零点校正？
2．为什么t=0时，反应液的旋光度可以不测？是否可在测定第一个旋光度时开始计时？为什么？
3．在混合蔗糖溶液和HCl 溶液时，可否把蔗糖溶液加入到HCl 溶液中去？为什么？
4．本实验中如果不把剩余反应液在恒温槽中加热2小时，则可以在室温下放24小时后再测α∞ ，两种方法t 不同，对测定速度常数k 有无影响？通常说反应速度常数k 要随温度而变化，采用2小时的方法测定α∞ ，是否
会影响k 的数值？ 五、思考题
1、说出蔗糖溶液在酸性介质中水解反应的产物是什么？此反应为几级反应？
答案：122211261266126
H C H O H O C H O C H H +??
??
+???
→+蔗糖 葡萄糖 果糖
准一级反应
2、WZZ-2S 数字式旋光仪的使用分为哪几步？
答案：①.打开电源开关(POWER 仪器左侧),待5-10分钟使钠灯发光稳定。
②.打开光源开关(LIGHT 仪器左侧),开关指DC 档,此时钠灯在直流电下点
燃。
③.按“测量”键,液晶显示屏应有数字显示。④.清零 ⑤.测量
3、旋光管中的液体有气泡是否会影响实验数据？应如何操作？
答案：会，若管中液体有微小气泡，可将其赶至管一端的凸起部分。
4、本实验为什么可以通过测定反应系统的旋光度来度量反应进程？
答案：在本实验中，蔗糖及其水解产物都具有旋光性，即能够通过它们的旋光度
来量度其浓度。蔗糖是右旋的，水解混合物是左旋的，所以随水解反应的进行，反应体系的旋光度会由右旋逐渐转变为左旋，因此可以利用体系在反应过程中旋光度的改变来量度反应的进程。
5、旋光法测定蔗糖水解反应的速率常数实验分哪几步？
答案：①.调节恒温槽的温度在30±0.1℃。 ②.溶液配制与恒温。③.仪器零点校正。
④.测量（1）αt 的测定（2）α∞的测定
6、反应开始时，为什么将盐酸溶液倒入蔗糖溶液中，而不是相反？
答案：因为将反应物蔗糖加入到大量HCl 溶液时，由于H +的浓度高，反应速率
大，一旦加入蔗糖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，影响测量结果。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。
7、
αt
的测量时间是否正好为5， 10，…60分钟? 蔗糖水解过程中体系的旋光度增大还是
减小？
答案：不是，应在旋光度读数稳定后，先记录精确的反应时间，几分几秒，再读旋光度。由于反应体系的旋光度会由右旋逐渐转变为左旋，蔗糖水解过程中旋光度是在不断减小。
8、加入蔗糖中的蒸馏水的量有无限制？为什么？
答案：有,不能加太多,因要移到25ml 容量瓶。
9、本实验需测哪些物理量？
α∞是如何测得的？
答案：本实验需测不同时刻的αt 及α∞。：将剩余混合液置于50-60℃的水浴中加热30分钟，
以加速水解反应，然后冷却至实验温度，测其旋光度，此值即可认为是α∞
。
10、氢离子浓度对反应速率常数测定是否有影响？
答案：有影响。因 k 值与温度和催化剂的浓度有关。
11、实验中，为什么用蒸馏水来校正旋光仪的零点?
答案：主要是因为蔗糖溶液以蒸馏水作溶剂，这样就消除了溶剂时实验结果的影
响。故用纯蒸馏水作零点校正。且蒸馏水没有旋光性，其旋光度为零。
12、实验结束后为什么必须将旋光管洗净？
答案：防止酸对旋光管的腐蚀。
13、记录反应开始的时间迟点或早点是否影响k 值的测定？
答案：不影响。因 k 值与温度和催化剂的浓度有关，与时间无关。
14、在测定α∞时，通过加热使反应速度加快转化完全，加热温度能否超过60℃？为什么？
答案：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。因为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，由于高温还有脱水反应，这就会影响测量结果。
15、蔗糖水解反应速率常数和哪些因素有关？
答案：对指定的反应， 速率常数和反应温度、催化剂有关。
16、在旋光度的测量中为什么要对零点进行校正？它对旋光度的精确测量有什么影响？在
本实验中若不进行零点校正对结果是否有影响？
答案：（1）旋光仪由于长时间使用，精度和灵敏度变差，故需要对零点进行校正。（2）若不进行零点校正，则各个时间所的的溶液的旋光度存在偏差，若不校正会使测量值的精确度变差，甚至产生较大的误差。
本实验数据处理时，用旋光度的差值进行作图和计算，以ln()
t
αα
∞
-
对t作图，
故若不进行零点较正，只是α值不准确，但并不影响其差值，对k的结果
无影响。
17、配置蔗糖和盐酸溶液浓度不够准确，对测量结果是否有影响？
答案：当蔗糖的浓度不准确时，对反应速率常数的测量结果无影响。当HCl溶液浓度不准确时，对反应速率常数的测量结果有影响。
18、蔗糖水解实验中为什么不用浓硫酸和稀硝酸，而用盐酸？
答案：浓硫酸有脱水性（会使蔗糖脱水变成碳）和强氧化性，浓稀硝酸都有强氧化性，所以不能使用（蔗糖水解生成的葡萄糖和果糖具有还原性）。
19、为什么配蔗糖溶液可以用粗天平称量？
答案：本实验通过测at来求得k, k与反应物浓度无关，不同at对应于不同的浓度值，无须知道它的准确浓度，所以配置蔗糖溶液可以用粗天平称量。
20、旋紧旋光管的套盖时，用力过大会影响测量结果吗？
答案：会，若用力过大，易压碎玻璃盖片，或使玻璃片产生应力，影响旋光度。
WXG-4 圆盘旋光仪使用说明
操作规程：
?准备工作
(1) 先把待测溶液配好，并加以稳定和沉淀。
(2) 把待测溶液装入旋光管中待测。但应注意旋光管两端螺旋不能旋的
太紧（一般以随手旋紧不漏水为止），以免护玻片产生应力而引起视场亮度发生变化，影响测定准确度，并将两端残液擦试干净。
(3) 接通电源，预热20min ，待完全发出钠黄光后，才可观察使用。
(4) 检验度盘零度是否正确，如不正确，可旋松度盘四只连接螺钉、转
动盘壳进行校正（只能校正0.5 。以下），或把误差值在测量过程中加减去。
?测定工作
(1) 打开盒盖，把旋光管放入镜筒中测定，并应把盒盖盖上，将旋光管
有圆泡的一端朝上，以便把气泡存入，不致影响观察和测定。
(2) 调节视度螺旋至视场中三分视界清晰为止。
(3) 转动度盘手轮，至视场亮度相一致（暗视场）时止。
(4) 从放大镜中读出度盘所旋转的角度。
(5) 利用公式求出物质的比重、纯度、浓度与含量。
注意事项：
1 、仪器应放在空气流通和温度适宜的地方，并不宜低放，以免光学零
部件、偏振片受潮发霉及性能衰退。
2 、钠光灯使用时间不宜超过4h 。
3 、旋光管使用后，应及时用水或蒸馏水冲洗干净，擦干藏好。
4 、镜片不能用不洁净或硬质布、纸去擦，以免镜片表面产生划痕。
5 、仪器不用时，应将仪器放入箱内或用塑料罩罩上，以免灰尘侵入。
蔗糖水解速率常数的测定实验报告
蔗糖水解速率常数的测定 一．实验目的： 1.测定蔗糖水溶液在H +催化下转化反应的速度常数和半衰期。 2.掌握旋光仪的使用。 二．实验原理： 蔗糖水解反应式为： 612661262112212O H C O H C O H O H C H +?→?++ 蔗糖 葡萄糖 果糖 H +是催化剂，如果无H +存在，反应速度极慢，此反应是二级反应。但由于反应时水是大量存在的，整个反应过程中水的浓度可近似为恒定，因此可视为准一级反应，反应速度方程如下： A A kC dt dC =- （18-1） 式中C A 为t 时刻的蔗糖浓度，k 为反应速度常数。 若令蔗糖起始浓度为C A.0，（18-1）式积分得： kt C C A A =0 ,ln （18-2） 由于蔗糖、葡萄糖和果糖都含有不对称的碳原子，它们都是旋光性物质，但 它们的旋光能力各不相同，其中蔗糖右旋，比旋光度[] 6.6020=D α，葡萄糖右旋， 比旋光度[] 5.5220=D α，果糖左旋，比旋光度[ ] 9.9120 -=D α，所以随着反应的进行，物质的旋光度不断变化，由右旋逐渐变为左旋，故可利用体系在反应过程中旋光度的变化来量度反应的进程。 旋光度的测量可使用旋光仪（见第2章 常用仪器简介 2.6.旋光仪）。当样品
管长度，光波波长、温度、溶剂等其他条件都不变时，溶液旋光度α与其中旋光性物质浓度C 呈线性关系。 KC =α （18-3） 式中比例常数K 与物质的旋光能力、溶剂性质、样品管长度、温度等有关。 旋光度只有相对含义，它因实验条件的不同会有很大的差异。物质的旋光能力可用比旋光度来度量，比旋光度用下式表示： []lC D αα1020 = （18-4） 式中：20为实验时的温度20℃；D 是指所用钠光灯源D 线，波长为589nm ；α为测得的旋光度（单位：度）；l 为样品管的长度（单位：厘米）；C 为浓度（单位：克/mL ）。 设反应初始时即t=0时，蔗糖的浓度为C A ，O ，当时间为t 时，蔗糖的浓度为C A 。则 O A C K ,0?=反α （t=0，蔗糖尚未水解） (18-5) O A C K ,?=∞生α （t=∞，蔗糖完全转化) (18-6) (18-5)、（18-6）式中反K 和生K 分别为反应物与生成物的比例系数。 而当t=t 时， ）（生反A O A A t C C K C K -+=,α （18-7） 由（18-5）、（18-6）、（18-7）式可以解得： ）（）（生反k k C O A -=-∞,0αα （18-8) ） （）（生反k k C A t -=-∞αα （18-9） 将（18-8）、（18-9）两式代入（18-2）式，整理得： )lg(303.2)lg(0∞∞-+-=-ααααt k t （18-10） 由（18-10）式可以看出，以lg(αt -α∞)对t 作图为一直线，斜率303 .2k m -=，可求得反应速度常数k ，半衰期k t 2ln 21=也可求得。 三．实验步骤： 1．调节空气恒温箱温度在25℃，用蒸馏水校正旋光仪的零点，熟悉旋光仪
蔗糖水解反应实验报告
浙江万里学院生物与环境学院 化学工程实验技术实验报告实验名称：蔗糖水解反应速率常数的测定
实验预习(30分) (1) 实验目的 1 ?根据物质的光学性质研究蔗糖水解反应，测定其反应率度常数 2?了解自动旋光仪的基本原理、掌握使用方法。 (2) 实验原理 蔗糖在水中水解成葡萄糖与果糖的反应为： C 12H2Q 1 + H 2O a C 6H12C 6 +C6H2Q 葡萄糖 果糖 为使水解反应加速，反应常常以 HO 为催化剂，故在酸性介质中进行。水解 反应中，水是大量的，反应达终点时，虽有部分水分子参加反应，但与溶质浓度 相比可认为它的浓度没有改变，故此反应可视为一级反应，其动力学方程式为： de kc dt (1) (2) 当c 2c 0时，t 可用切2平表示，即为反应的半衰期 上式说明一级反应的半衰期只决定于反应速度常数 k ，而与起始浓度无关，这是 一级反应的一个特点。 蔗糖及其水解产物均为旋光物质，当反应进行时，如以一束偏振光通过溶液， 则可观察到偏振面的转移。蔗糖是右旋的，水解的混合物中有左旋的，所以偏振 面将由右边旋向左边。偏振面的转移角度称之为旋光度，以 表示。因此可利用 体系在反应过程中旋光度的改变来量度反应的进程。溶液的旋光度与溶液中所含 旋光物质的种类、浓度、液层厚度、光源的波长以及反应时的温度等因素有关。 为了比较各种物质的旋光能力。引入比旋光度 [] 这一概念，并以下式表 示: 蔗糖 式中：c 0为反应开始时蔗糖的浓度; c 为时间t 时蔗糖的浓度
[D ]=r^ (3) 式中：t 为实验时的温度；D 为所用光源的波长； 为旋光度；I 为液层厚度 （常以10cm 为单位）； （3）式可写成： c 为浓度（常用100 mL 溶液中溶有m 克物质来表示）, t a [a] D l m 100 （ 4） 或 a [a]D l c 由（5）式可以看出，当其他条件不变时，旋光度 即 a K 'c 式中：K '是与物质的旋光能力、溶液层厚度、溶剂性质、光源的波长、反 应时的温度等有关的常数。 20 0 蔗糖是右旋性物质（比旋光度[a] D 66.6 ），产物中葡萄糖也是右旋性物 20 0 20 0 质（比旋光度[a] D 52.5 ），果糖是左旋性物质（比旋光度 [a]D 91 .9） 因此当水解反应进行时， 右旋角不断减小，当反应终了时体系将经过零变成左旋。 因为上述蔗糖水解反应中，反应物与生成物都具有旋光性。旋光度与浓度成 正比，且溶液的旋光度为各组成旋光度之和（加和性）。若反应时间为 0、t 、 时溶液的旋光度为 a 0 、a t 、a 则由（6）式即可导出： C o K （a ° a ） （7） c K （a t a ） （ 8） 将（7）、（ 7）式代入（2）式中可得： 将上式改写成: 由（10）式可以看出，如以 lg （a 。a ）对t 作图可得一直线，由直线 的斜率即可求得反应速度常数 k 。 本实验就是用旋光仪测定 a t 、a 值，通过作图由截距可得到 a 。。 （5） a 与反应物浓度成正 比, 2.303 a 0 a lg - a t a (9) lg(a ° k 2.303 t lg(a ° a ) (10)
旋光法测定蔗糖水解
（三）预习报告参考格式 目的要求： (1)了解旋光仪的基本原理，掌握旋光仪的正确使用方法; (2)了解反应物浓度与旋光度之间的关系; (3)测定蔗糖转化反应的速率常数和半衰期。 基本原理： 蔗糖在水中转化成葡萄糖与果糖，其反应为： C12H22O11 ( 蔗糖)+ H2O →C6H12O6 (葡萄糖)+ C6H12O6( 果 糖) 右旋右旋左旋 将蔗糖转化反应可看作为一级反应。一级反应的速率方程可由下式表示： 当C=时,时间t可用t1/2表示,既为反应半衰期:t1/2 =ln2 / k = / k
设体系最初的旋光度为：α0=β反C o ( t=0,蔗糖尚未转化) 体系最终的旋光度为：α∞=β生C o ( t=∞,蔗糖已完全转化) 最终得到： ln(αt-α∞)=-kt+ln(αo-α∞) 显然,以ln(α0-α∞)对t作图可得一直线,从直线斜率即可求得反应速率常数k。 实验步骤 一、请仔细阅读仪器九“旋光仪”章节，了解旋光仪的构造和原理，掌握使用方法。 二、旋光仪的零点校正 三、反应过程的旋光度的测定 四、α∞的测量 五、将恒温水浴和恒温箱的温度调高5℃，按上述步骤三和四再测量一套数据。 数据记录
1. 将实验数据记录于下表: 温度：℃c(HCl): α∞: 文献数据 温度与盐酸浓度对蔗糖水解速率常数的影响
注意事项 1、反应溶液腐蚀性很强，不要滴在仪器上，实验完毕要洗干净样品管。 2、测量完毕的溶液要倒入烧杯中，以防丢失样品管的盖玻璃。 3、为确保能尽快读出第一个数据，事先要熟悉装样方法和旋光值的读法。 4、用反应溶液涮洗样品管时，用量要少，以免溶液不够。 5、秒表要连续计时，不能中途停止。 实验中可能的误差来源 1、反应开始时数据变化太快，记录的数据不够准确，存在误差。
实验三----旋光法测定蔗糖水解速率常数
盐酸溶液 等体积混合，用旋光仪测定旋光度随时间的变化关系，然后推算蔗糖的水解程度。因为蔗糖具有右旋光性，比旋光度为 =66.37o ，而水解产生的葡萄糖为右旋性物质，其 比旋光度为 =52.7o ；果糖为左旋光性物质，其比旋光度为 = -92o ，由于果糖的左旋性比较大，故反应进行时，右旋数值逐渐减小，最后变成左旋，因此蔗糖水解作用又称为转化作用。用旋光仪器测得旋光度的大小与溶液中被测物质的旋光性、溶剂性质与光源波长、光源经过的的厚度、测定时温度等因素有关。当这些条件固定时，旋光度α与被测溶液的浓度a 呈直线关系，所以 α0=A 反a （t =0蔗糖未转化时的旋光 度） （3.6） α∞=A 生a （t =∞蔗糖全部转化时的旋 光度） （3.7） αt =A 生(a-x )+ A 生x {t = t 蔗糖浓度为 (a-x )时的旋光度} （3.8） 式中，A 反、A 生为反应物与生成物的比例常 数，a 为反应物起始浓度也是水解结束生成物的20][D α20 ][D α20][D α
浓度，x 为t 时生成物的浓度。 由（3.6），（3.7），（3.8）式得： （3.9） 将式（3.9）代入（3.3），则得： （3.10） 将 式（ 3.10）整理得： (3.11) 以lg(αt -α∞)对t 作图，由直线斜率求出速率常数k 。 如果测出不同温度时的k 值，利用Arrhenius 公式求出反应在该温度范围内的平均活化能。 三、仪器与药品 旋光仪及其附件1套，叉形反应管2只，恒温槽及其附件1套，停表1只，容量瓶（100mL ）1个，（25mL ）3只。移液管（25mL ，胖肚）1根，移液管（25mL ，刻度）1根，烧杯（50mL ）1只，洗瓶1只，洗耳球1个。蔗糖（分析纯），盐酸1.8mol .L -1。 四、实验步骤 1.仪器装置 ∞ ∞--=-ααααt x a a 0∞∞--=ααααt t k 0 ln 1)ln()ln(0∞∞-+-=-ααααkt t 2 ln RT E dT k d a =
蔗糖水解反应速率常数的测定--另一种方法
蔗糖水解反应速率常数的测定 实验目的 （1）明了旋光度法测定化学反应速率的原理； （2）测定蔗糖水解反应速率常数； （3）掌握旋光仪的使用方法； （4）掌握用图解法求反应速率常数。 实验原理 蔗糖溶液在H +离子存在时，按下式进行水解： C 12H 22O 11 + H 2O → C 6H 12O 6 + C 6H 12O 6 蔗糖 葡萄糖 果糖 时间t =0 c 0 0 0 t =t c 0-c x c x c x t =∞ 0 c 0 c 0 其中，c 0为反应物初始浓度，c x 为反应进行至t 时间的产物浓度，c 0-c x 为反应进行t 时间后反应物的浓度。 此反应中H +离子为催化剂。当H +离子浓度一定时，此反应在某时间t 的反应速率和蔗糖及水浓度一次方的乘积成正比，故为二级反应。由于在反应过程中水是大大过量，故认为水的浓度在反应过程中不变，这样蔗糖水解反应就可以作为一级反应处理，起速率方程的积分式为： x c c c t k -=00lg 303.2 （1） 式中，c 0为反应开始时蔗糖的浓度；c 0-c x 为反应至时间t 时蔗糖的浓度；k 为速率常数。 若测得在反应过程中不同时刻对应的蔗糖浓度，代入上式就可以求出此反应的速率常数k 。而测定各时间所对应的反应物浓度的方法有化学方法和物理方法两种。化学方法是在反应过程中反应进行若干时间，取出一部分反应混合物，并让其迅速停止反应，记录时间，然后分析和此时间相对应的反应物浓度。但是要时反应迅速停止在实验上是很困难的，因而所分析的浓度总和取样的时间存在偏差，所以此方法是不够准确的；而物理方法则是利用反应系统中某一物理性质（如
蔗糖水解反应 实验报告
一、实验预习（30分） 1．实验装置预习（10分）＿＿＿＿＿年＿＿＿＿月＿＿＿＿日 指导教师＿＿＿＿＿＿（签字）成绩 2．实验仿真预习（10分）＿＿＿＿＿年＿＿＿＿月＿＿＿＿日 指导教师＿＿＿＿＿＿（签字）成绩 3．预习报告（10分） 指导教师＿＿＿＿＿＿（签字）成绩 （1）实验目的 1．测定蔗糖水解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，幷掌握其正确的操作技术。 （2）实验原理 蔗糖在水中转化成葡萄糖与果糖，其反应方程式为 C12H22O11 + H2O === C6H12O6 + C6H12O6 为使水解反应加速，反应常常以Ｈ+为催化剂，故在酸性介质中进行。由于在较稀的蔗糖溶液中，水是大量的，反应达到终点时，虽有部分水分子参加反应，但可认为其没有改变。因此，在一定的酸度下，反应速度只与蔗糖的浓度有关，所有本反应可视为一级反应。该反应的速度方程为： －dt/dc=KC 积分后： ln(C0/C)=Kt 或㏑C=－k t+㏑C。式中，C。为反应开始时蔗糖的浓度；C为时间t时
的蔗糖浓度，K为水解反应的速率常数。 从上式中可以看出，在不同的时间测定反应物的浓度，并以㏑Ct对t作图，可得一条直线，由直线斜率即可求出反应速率常数K。然而反应是不断进行的，要快速分析出某一时刻反应物的浓度比较困难。但根据反应物蔗糖及生成物都具有旋光性，且他们的旋光性不同，可利用体系在反应过程中旋光度的改变来量度反应的进程。 旋光度与浓度呈正比，且溶液的旋光度为各组分的旋光度之和（加和性）。若以α0，αt，α∞分别为时间0，t，∞时溶液的旋光度，则可导出：C0∝（α0－α∞），Ct∝（αt－α∞） 所以可以得出： ㏑（α0－α∞）/（αt－α∞）＝k t 即：㏑（αt－α∞）＝－k t﹢㏑（α0－α∞） 上式中㏑（αt－α∞）对t作图，从所得直线的斜率即可求得反应速度常数K。 一级反应的半衰期则用下式求取： 2/1t=㏑2/k＝0.693/k （3）简述实验所需测定参数及其测定方法： 1、温度设定与准备 （1）将旋光仪电源开启预热10min。 （2）将超级恒温槽的温度调节到25℃。 2、溶液配制与恒温 称取10g蔗糖于烧杯中，加蒸馏水溶解，移至50mL容量瓶定容至刻度，
实验七--旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数(新)
旋光法测定蔗糖转化反应的活化能 一、实验目的 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。 二、 基本原理 蔗糖在水中转化成葡萄糖和果糖，其反应为： C 12H 22O 11+H 2O C 6H 12O 6+C 6H 12O 6 （蔗糖） （葡萄糖） （果糖） 它是一个二级反应，在纯水中此反应的速率很慢，通常需要在H +离子催化作用下进行。由于反应时水是大量存在的，尽管有部分水分子参加了反应，仍可近似地认为整个反应中水的浓度是恒定的；而且H +是催化剂，其浓度也保持不变。因此蔗糖转化反应可看作是准一级反应。 一级反应的速率方程可由下式表示： – dt dc A =A kc (1) C A 为时间t 时反应物的浓度，k 为反应速率常数。 积分可得： 0,ln ln A A c kt c +-= (2) 式中， C A,0为反应物的初始浓度。 当C A =1/2C A,0时，t 可用t 1/2表示，即为反应的半衰期。由(2)式可得: (3) 从上式可以看出，在不同时间测定反应物的相应浓度，并以c ln 对t 作图，可得一条直线，由直线的斜率可求得反应速率常数k ，由于反应是不断进行的，要快速分析出反应物的浓度是很困难的。但蔗糖及其转化产物都具有旋光性，而且它们的旋光能力不同，故可利用体系在反应进程中旋光度的变化来度量反应的进程。 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、样品管的长度及温度均有关系。当其它条件均固定时，旋光度α与反应物浓度c 呈线性关系，即
蔗糖水解反应速率常数的测定实验报告记录
蔗糖水解反应速率常数的测定实验报告记录
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序号： 6 物理化学实验报告 姓名：××× 院系：化学化工学院 班级：××× 学号：××××××× 指导老师：××× 同组者：×××××××××××
实验项目名称：蔗糖水解反应速率常数的测定 一、实验目的 (1)根据物质的旋光性质研究蔗糖水解反应，测定其反应的速率常数和半衰期； (2)了解旋光仪的基本原理，掌握其使用方法。 二、实验原理 蔗糖在水中转化成葡萄糖与果糖，其反应方程式为 C 12H 22O 11 + H 2O === C 6H 12O 6 + C 6H 12O 6 为使水解反应加速，反应常常以Ｈ+为催化剂，故在酸性介质中进行。由于在较稀的蔗糖溶液中，水是大量的，反应达到终点时，虽有部分水分子参加反应，但可认为其没有改变。因此，在一定的酸度下，反应速度只与蔗糖的浓度有关，所有本反应可视为一级反应。该反应的速度方程为： －dt dc =KC 积分后： ln C C O =Kt 或 ㏑C=－k t+㏑C 。 式中，C 。为反应开始时蔗糖的浓度；C 为时间t 时的蔗糖浓度，K 为水解反应的速率常数。 从上式中可以看出，在不同的时间测定反应物的浓度，并以㏑C t 对t 作图，可得一条直线，由直线斜率即可求出反应速率常数K 。然而反应是不断进行的，要快速分析出某一时刻反应物的浓度比较困
难。但根据反应物蔗糖及生成物都具有旋光性，且他们的旋光性不同，可利用体系在反应过程中旋光度的改变来量度反应的进程。 旋光度与浓度呈正比，且溶液的旋光度为各组分的旋光度之和（加和性）。若以α0，αt，α∞分别为时间0，t，∞时溶液的旋光度，则可导出： C0∝（α0－α∞），C t∝（αt－α∞） 所以可以得出： ㏑（α0－α∞）/（αt－α∞）＝k t 即：㏑（αt－α∞）＝－k t﹢㏑（α0－α∞） 上式中㏑（αt－α∞）对t作图，从所得直线的斜率即可求得反应速度常数K。 一级反应的半衰期则用下式求取： t=㏑2/k＝0.693/k 2/1 三、仪器和试剂 仪器：自动指示旋光仪一台；移液管（25 mL）2支；超级恒温槽1台；烧杯（150 mL）2个；恒温水浴锅1台；吸耳球1个；秒表1块；容量瓶（50mL）1个；锥形瓶（100 mL）2个； 试剂：蔗糖（AR）；2 mol/L的盐酸溶液。 四、实验操作 1、温度设定与准备
蔗糖水解反应速率常数的测定
姓名: 肖池池序号: 31 周次: 第八周指导老师: 张老师 蔗糖水解反应速率常数的测定 一、实验目 1. 了解蔗糖水解反应体系中各物质浓度与旋光度之间的关系。 2. 测定蔗糖水解反应的速率常数k、半衰期t1/2和活化能E a。 3. 了解旋光仪的简单结构原理和测定旋光物质旋光度的原理，正确掌握旋光仪的使用方法。 二、基本原理 蔗糖在水中转化成葡萄糖与果糖,其反应为: C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6 (蔗糖) (葡萄糖) (果糖) 它是一个二级反应,在纯水中此反应的速率极慢,通常需要在H+离子催化作用下进行。由于反应时水是大量存在的,尽管有部分水分子参加了反应,仍可近似地认为整个反应过程中水的浓度是恒定的,而且H+作为催化剂,其浓度也保持不变.因此蔗糖水解反应可近似为一级反应。 一级反应的速率方程可由下式表示: c为时间t时的反应物浓度,k为反应速率常数。积分可得: c0为反应开始时反应物浓度。 从上式不难看出，在不同时间测定反应物的相应浓度，并以ln c对t作图,可得一直线,由直线斜率即可得反应速率常数k o然而反应是在不断进行的,要快速分析出反应物的浓度是困难的.但蔗糖及其转化物,都具有旋光性,而且它们的旋光能力不同,故可以利用体系在反应进程中旋光度的变化来度量反应的进程。 旋光度错误！未找到引用源。与反应物浓度c呈线性关系,即: 错误！未找到引用源。 式中比例常数A与物质旋光能力、溶液性质、溶液浓度、样品管长度、温度等有关。 物质的旋光能力用比旋光度来度量,比旋光度用下式表示: 式错误！未找到引用源。中右上角的“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),错误！未找到引用源。为测得的旋光度,L为样品管长度(dm),C为试样浓度(g/mL)。 设体系最初的旋光度为: 错误！未找到引用源。(t=0,蔗糖尚未转化) 体系最终的旋光度为: 错误！未找到引用源。(t=∞,蔗糖已完全转化)
关于旋光法测定蔗糖转化反应的实验报告
关于旋光法测定蔗糖转化反应的实验报告 篇一：旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验报告 旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验报告 一、实验名称：旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数二、实验目的 1、了解旋光仪的基本原理，掌握旋光仪的正确使用方法； 2、了解反应的反应物浓度与旋光度之间的关系； 3、测定蔗糖转化反应的速率常数。 三、实验原理 蔗糖在水中水解成葡萄糖的反应为： C12H22O11+H20→ C6H12O6+C6H12O6 蔗糖葡萄糖果糖 为使水解反应加速，反应常以H3O+为催化剂，故在酸性介质中进行水解反应中。在水大量存在的条件下，反应达终点时，虽有部分水分子参加反应，但与溶质浓度相比认为它的浓度没有改变，故此反应可视为一级反应，其动力学方程式为： lnC=-kt+lnC0（1） 式中：C0为反应开始时蔗糖的浓度；C为t时间时的蔗糖的浓度。当C=0.5C0时，t可用t1/2表示，即为反应的半衰期。 t1/2=ln2/k
上式说明一级反应的半衰期只决定于反应速率常数k，而与起始无关，这是一级反应的一个特点。 本实验利用该反应不同物质蔗比旋光度不同，通过跟踪体系旋光度变化来指示lnC与t的关系。在蔗糖水解反应中设β1、 β2、β3分别为蔗糖、葡萄糖和果糖的旋光度与浓度的比例常数C12H22O11(蔗糖)+H20→ C6H12O6 (葡萄糖)+C6H12O6 (果糖) t=0C0β1 0 0 α= C0β1 t=t Cβ1 ( C -C0)β2 ( C -C0)β3αt=Cβ1+( C -C0)β2+ ( C -C0)β3 t=∞0β2C0 β2C0 α∞=β2C0+β2C0 由以上三式得： ln(αt-α∞)=-kt+ln(α0-α∞) 由上式可以看出，以ln(αt-α∞) 对t 作图可得一直线，由直线斜率即可求得反应速度常数k 。四、实验数据及处理： 1. 蔗糖浓度：0.3817 mol/L HCl浓度：2mol/L 2. 完成下表：=-1.913 表1 蔗糖转化反应旋光度的测定结果 五、作lnt~ t图，求出反应速率常数k及半衰期t1/2 求算过程： 由计算机作图可得斜率=-0.02 既测得反应速率常数k=0.02 t1/2 =ln2/k=34.66min 六、讨论思考： 1．在测量蔗糖转化速率常数的，选用长的旋光管好？还是短的旋光管好？答：选用较长的旋光管好。根据公式〔α〕＝
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蔗糖水解反应速率常数的测定 一、实验目的 1、根据物质的光学性质研究蔗糖水解反应，测定其反应速率常数。 2、了解旋光仪器仪的基本原理, 掌握其使用方法。 二、实验原理 蔗糖在水中转化成葡萄糖与果糖，其反应为： C 12 H 22 O 11 H 2 O C 6 H 12 O 6 C 6 H 12 O 6 它属于二级反应，在纯水中此反应的速率极慢，通常需要在H+ 离子催化作用下进行。由于反应时水大量存在，尽管有部分水分子参与反应，仍可近似地认为整个反应过程中水的浓度是恒定的，而且 H+是催化剂 , 其浓度也保持不变。因此在一定浓度下，反应速度只与蔗糖的浓度有关，蔗糖转化反应可看作为一级反应。 一级反应的速率方程可由下式表示： dC dt kC 式中： c 为蔗糖溶液浓度， k 为蔗糖在该条件下的水解反应速率常数。 令蔗糖开始水解反应时浓度为c0，水解到某时刻时的蔗糖浓度为ct ，对上式进行积分得：ln C0 C t kt 该反应的半衰期与 k 的关系为： t1 2ln 2 k 蔗糖及其转化产物，都具有旋光性，而且它们的旋光能力不同，故可以利用 体系在反应进程中旋光度的变化来度量反应进程。 测量物质旋光度所用的仪器称为旋光仪。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，样品管长度及温度等均有关系。当温度、波长、溶剂一定时，旋光度的数值为： L C t D 或KC
L为液层厚度，即盛装溶液的旋光管的长度；C为旋光物质的体积 摩尔浓度；t D 为比旋光度； t 为温度； D 为所用光源的波长。 比例常数 'K 与物质旋光能力，溶剂性质，样品管长度，光源的波长，溶液温度 等有关。可见，旋光度与物质的浓度有关，且溶液的旋光度为各组分旋光度之和。 作为反应物的蔗糖是右旋性物质，其比旋光度 20 66.650；生成物中葡蔗 D 萄糖也是右旋性物质，其比旋光度 20 52.50；但果糖是左旋性物质，其比旋葡 D 光度 20 -91.90。由于生成物中果糖的左旋性比葡萄糖右旋性大，所以生成果 D 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。 反应过程浓度变化转变为旋光度变化： 当 t=0 时，溶液中只有蔗糖，溶液的旋光度值为： 0k 蔗糖 C 0 （ 1） 当 t= ∞时，蔗糖完全水解，溶液中只有葡萄糖和果糖。旋光度为： k葡 k果 C0（2） 当 t=t 时，溶液中有蔗糖、果糖和葡萄糖，此时旋光度为： t k蔗糖 C t k葡k果C0 C t(3 ） 经数学处理得： C0 0 k 蔗糖k葡k果（4） C t t k 蔗糖k葡k果（5）
蔗糖水解反应实验报告
蔗糖水解反应实验报告 一、实验目的 1、了解蔗糖水解反应体系中各物质浓度与旋光度之间的关系。 2、测定蔗糖水解反应的速率常数和半衰期。 3、了解旋光仪的基本原理，并掌握其正确的操作技术。 二、实验原理 蔗糖在水中转化成葡萄糖与果糖，其反应为： C12H22O11 + H2OC6H12O6 + C6H12O6 (蔗糖) (葡萄糖) (果糖) 它属于二级反应，在纯水中此反应的速率极慢，通常需要在H+离子催化作用下进行。由于反应时水大量存在，尽管有部分水分子参与反应，仍可近似地认为整个反应过程中水的浓度是恒定的，而且H+是催化剂,其浓度也保持不变。因此蔗糖转化反应可看作为一级反应。 一级反应的速率方程可由下式表示： — 式中c为时间t时的反应物浓度，k为反应速率常数。 积分可得： Inc=－kt + Inc0 c0为反应开始时反应物浓度。 一级反应的半衰期为： t1/2= 从上式中我们不难看出，在不同时间测定反应物的相应浓度，是可以求出反应速率常数k的。然而反应是在不断进行的，要快速分析出反应物的浓度是困难的。但是，蔗糖及其转化产物，都具有旋光性，而且它们的旋光能力不同，故可以利用体系在反应进程中旋光度的变化来度量反应进程。 测量物质旋光度所用的仪器称为旋光仪。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，样品管长度及温度等均有关系。当其它条件均固定时，旋光度α与反应物浓度c呈线性关系，即 α=Kc 式中比例常数K与物质旋光能力，溶剂性质，样品管长度，温度等有关。
物质的旋光能力用比旋光度来度量，比旋光度用下式表示： 式中“20”表示实验时温度为20℃，D是指用纳灯光源D线的波长（即589毫微米），α为测得的旋光度，l为样品管长度（dm），c A为浓度（g/100mL）。 作为反应物的蔗糖是右旋性物质，其比旋光度=66.6°；生成物中葡萄糖也是右旋性物质，其比旋光度=52.5°，但果糖是左旋性物质，其比旋光度=－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∞。 设最初系统的旋光度为 α0=K反c A,0（t=0，蔗糖尚未水 解）（1） 最终系统的旋光度为 α∞=K生c A,0（t=∞，蔗糖已完全水 解）（2） 当时间为t时，蔗糖浓度为c A，此时旋光度为αt αt= K反c A+ K生(c A,0－c A) (3） 联立（1）、（2）、(3)式可得： c A,0==K′（α0－α∞） (4) c A== K′（αt－α∞） (5) 将（4）、（5）两式代入速率方程即得： ln(αt－α∞)=－kt+ln（α0－α∞）我们以In(αt－α∞)对t作图可得一直线，从直线的斜率可求得反应速率常数k，进一步也可求算出t1/2。 三、仪器与试剂 1、仪器：旋光仪、秒表、恒温水浴一套、移液管（50ml）、磨口锥形瓶（100ml）、烧杯（100ml）、台秤、洗耳球。 2、药品：蔗糖（AR）、盐酸（3mol/L，AR）。 四、旋光仪原理 光路：起偏镜——石英条——样品管——检偏镜——刻度盘——望
蔗糖水解
lnC 0/C t =Kt ，该反应的半 四：实验步骤：1 2 3 4 5 6 蔗糖水解反应常数的测定实验 :实验目的：1 :了解旋光仪的基本原理，掌握其使用方法。 2 :根据物质的光学性质研究蔗糖水解反应，测定其反应速度常数。 :实验仪器：自动指示旋光仪 1台，25ml 移液管2只，超级恒温槽1台，150ml 烧杯2 个，恒温水浴1台，洗耳球1个，秒表1块，50ml 容量瓶1个，100ml 容量 瓶2个，蔗糖 AR 2mol/LHCI 溶液。 :实验原理：蔗糖在水中水解成葡萄糖和果糖的速率方程积分的 衰期与K 的关系为t 1/2= In2/K ，在其他条件不变时，旋光度与反应物的浓度 C 成正比即a =K C,经数学得 Cb= (a 0- a g ) /[K 蔗糖-(K 葡-K 果)],G = (a t - a g ) /[K 蔗糖-(K 葡-K 果)]，将这两个式子代入 ln C °/C t =Kt 得ln (a 0- a t ) =-Kt+ln (a 0- a g ),以ln (a t - a g )对t 作图，可得一直线，由直线的斜 率可求得速 度常数 Ko 温度设定与准备。 溶液配制与恒温。 仪器零点校正。 a t 的测定。 a g 的测定。 其他温度下水解反应速率常数的测定。 五：思考题： 1:庶糖水解反应常数与那些因素有关? 答：对指定的反应，速率常数和温度和催化剂有关。 2 :为什么可以用蒸馏水来校正旋光仪的零点？ 答：主要是因为蔗糖溶液以蒸馏水作溶剂， 这样就消除了溶剂对实验结果的影 响，且蒸馏水没有旋光性，其旋光度为零。 六：数据记录与处理: 通过外推法将和a t 时间t 求出a 0 X : t/min
旋光度法测定蔗糖转化反应的速率常数和活化能(精)
实验九旋光度法测定蔗糖转化反应的速率常数和活化能一、实验目的 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.了解旋光仪的构造和使用方法。 二、实验原理 蔗糖转化反应为: C 12H 22O 11+H 2O → C 6H 12O 6 + C 6H 12O 6 蔗糖葡萄糖果糖 为使水解反应加速,常以酸为催化剂,故反应在酸性介质中进行。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 +是催化剂,其浓度也是固定的。所以,此反应为准一级反应。其动力学方程和半衰期公式为 ,0ln C kt C =蔗糖蔗糖 1/2 ln 2t k = ,0,C C 蔗糖蔗糖可通过旋光仪测反应体系旋光度α来求之。 α与体系中所含旋光性物质的旋光能力、浓度、溶剂的性质、样品管长度、光源波长及温度等因素有关。
[]t D lC αα= 式中,[]t D α为反映物质旋光能力的比旋光度,t 为实验温度(℃; D 为旋光仪所用的钠光源波长(即589nm ;α为旋光度; l 为样品管长度(m; C 为浓度(kg·m -3。 当其它条件不变时,旋光度α与浓度C 成正比。即: KC α= 式中的K 是一个与物质旋光能力、溶剂性质、样品管长度、光源波长、温度等因素有关的常数。 蔗糖的比旋光度[]t D α=66.6、葡萄糖[]t D α=52.5、果糖[]t D α= -91.9°。随水解反应的进行,右旋角不断减小,最后经过零点变成左旋,直至蔗糖完全转化、左旋度达最大值α∞。 C 12H 22O 11+H 2O → C 6H 12O 6 + C 6H 12O 6 00,t C =蔗糖, ,t t C x =?蔗糖,0 x x ,0t =∞ 0C 蔗糖,0C 蔗糖,00 E K C αα=蔗糖蔗糖,+ 0 (t E K C x K x K x αα=?++蔗糖蔗糖,葡萄糖果糖+ 00
蔗糖水解速率常数的测定
蔗糖水解速率常数的测定 祁波 031131104 一、实验目的 1．根据物质的光学性质研究蔗糖水解反应，测定其反应速率常数和半衰期。 2．了解反应物浓度和反应体系旋光度之间的关系。 3．掌握旋光仪的使用方法。 二、实验原理 蔗糖溶液在酸性介质中可水解生成葡萄糖和果糖。反应如下： 612661262112212O H C O H C O H O H C +→+ （蔗糖） （葡萄糖） （果糖） 水解反应中，水是大量的，虽然有部分水分子参加了反应，但和溶质浓度的改变相比可以认为它的浓度是恒定的，而且氢离子是催化剂，其浓度也保持不变，故反应速率只和蔗糖浓度有关，可视为一级反应，其速率方程为： dc kc dt - = （1） 积分上式得： 0ln c kt c = （2） 反应的半衰期和反应速率常数的关系式为： 12ln 20.693t k k == （3） 由积分式不难看出：只要测得不同反应时刻对应的反应物浓度，就可以lnc 对c 作图得到一条直线，由直线斜率求得反应速率常数。然而，反应是在不断进行，要快速分析出不同时刻反应物的浓度是困难的。在本实验中，蔗糖及其水解产物都具有旋光性，即能够通过它们的偏振光的偏振面旋转一定的角度(该角度称为旋光度，常以α 符号表示)，来量度其浓度。蔗糖是右旋的，水解混合物是左旋的，所以随水解反应的进行，反应体系的旋光度会由右旋逐渐转变为左旋，因此可以利用体系在反应过程中旋光度的改变来量度反应的进程。 测定物质旋光度所用的仪器称为旋光仪。溶液的旋光度和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、光源波长和温度等因素有关。 []M C L t ???=λαα （4） 式中[]t λα为比旋光度，可以量度物质的旋光能力，λ为所用光源的波长，一般用钠光的D 线，其波长为5.89×10-7m, t 为测定温度（℃），L 为样品管长度，C 为旋光物质的物质的量浓度,M 为旋光物质的摩尔质量。 由（4）式可以看出，当其它条件不变时，旋光度和物质浓度成正比，即 KC =α （5）
蔗糖水解实验报告
蔗糖水解 一、实验目的 1、用旋光法测定蔗糖在酸存在下的水解速率常数。 2、掌握旋光仪的原理与使用方法。 二、实验原理 蔗糖水溶液在有氢离子存在时将发生水解反应： C12H22O11 (蔗糖)+H2O→C6H12O6 (葡萄糖)+ C6H12O6 (果糖) 蔗糖、葡萄糖、果糖都是旋光性物质，它们的比旋光度为： [α蔗]D=， [α葡]D=， [α果]D= 式中：表示在20℃用钠黄光作光源测得的比旋光度。正值表示右旋，负值表示左旋。由于蔗糖的水解是能进行到底的，并且果糖的左旋远大于葡萄糖的右旋性，因此在反应进程中，将逐渐从右旋变为左旋。当氢离子浓度一定，蔗糖溶液较稀时，蔗糖水解为假一级反应，其速率方程式可写成： (1) 式中：CA0——蔗糖初浓度；CA——反应t时刻蔗糖浓度。 当某物理量与反应物和产物浓度成正比，则可导出用物理量代替浓度的速率方程。 对本实验而言，以旋光度代入（1）式，得一级反应速度方程式：
(2) 以ln(α-α∞)/对t作图，直线斜率即为-k。 通常有两种方法测定α∞。一是将反应液放置48小时以上，让其反应完全后测；一是将反应液在50—60℃水浴中加热半小时以上再冷到实验温度测。前一种方法时间太长，而后一种方法容易产生副反应，使溶液颜色变黄。本实验采用Guggenheim法处理数据，可以不必测α∞。 把在t和t+△（△代表一定的时间间隔）测得的分别用αt 和αt+△表示，则有 (3) (4) (3)式—(4)式: 取对数: (5) 从(5)式可看出，只要△保持不变，右端第一项为常数，从ln(αt-αt+△) 对t作图所得直线的斜率即可求得k。△可选为半衰期的2-3倍，或反应接近完成的时间之半。本实验可取△=30min，每隔5min取一次读数。 仪器与试剂旋光仪全套；25ml容量瓶1个；25ml移液管1支；
关于旋光法测定蔗糖转化反应的实验报告
关于旋光法测定蔗糖转化反应的实验报告 蔗糖浓度：0.3817 完成下表：=-1.913 表1 蔗糖转化反应旋光度的测定结果 五、作lnt~ t图，求出反应速率常数k及半衰期t1/2 求算过程： 由计算机作图可得斜率=-0.02 既测得反应速率常数k=0.02 t1/2 =ln2/k=34.66min 六、讨论思考： 1．在测量蔗糖转化速率常数的，选用长的旋光管好？还是短的旋光管好？答：选用较长的旋光管好。根据公式〔α〕＝α×1000/Lc，在其它条件不变情况下，L越长，α越大，则α的相对测量误差越小。 2．如何根据蔗糖、葡萄糖和果糟的比旋光度计算α0和α∞答：α0＝〔α蔗糖〕Dt℃L[蔗糖]0/100 α∞＝〔α葡萄糖〕Dt℃L[葡萄糖]∞/100＋〔α果糖〕Dt℃L[果糖]∞/100 式中：[α蔗糖]Dt℃，[α葡萄糖]Dt℃，[α果糖]Dt℃分别表示用
钠黄光作光源在t℃时蔗糖、葡萄糖和果糖的比旋光度，L(用dm表示)为 旋光管的长度，[蔗糖]0为反应液中蔗糖的初始浓度，[葡萄糖]∞和[果糖]∞表示葡萄糖和果糖在反应完成时的浓度。 设t＝20℃ L=2 dm [蔗糖]0=10g/100mL 则： α0＝66.6×2×10/100＝13.32° α∞＝骸2×10/100×＝－3.94° 3．在旋光度的测量中，为什么要对零点进行校正可否用蒸馏水来进行 校正在本实验中若不进行校正，对结果是否有影响 答：若需要精确测量α的绝对值，则需要对仪器零点进行校正，因为仪器本身有一系统误差；水本身没有旋光性，故可用来校正仪器零点。本实验测定k不需要对α进行零点校正，因为αt，α∞是在同一台仪器上测量，而结果是以ln(αt－α∞)对t作图求得的。 4．记录反应开始的时间晚了一些，是否影响k值的测定为什么答：不会影响；因为蔗糖转化反应对蔗糖为一级反应，本实验是以ln(αt－α∞)对t作图求k，不需要α0的数值。 5．如何判断某一旋光物质是左旋还是右旋
蔗糖水解反应速率常数
室温：23.1o C 大气压：101.325Kpa 反应温度：31o C C HCL : 2mol/L α∞=-0.311×α0= -3.88 表一 2min间隔数据 表二 3min间隔数据 表三 5min间隔数据 表四 10mim间隔数据
采用30 min前的数据点，采用二次曲线拟合，可以准确得到α0，结果如图 图1外推法求α0图 求得α0=12.47 表五数据综合 t\min αt αt-α∞ln(αt-α∞) 2 11.05 14.9 3 2.70 4 10.5 5 14.43 2.67 6 9.58 13.46 2.60 8 8.65 12.53 2.53 10 7.71 11.59 2.45 12 6.82 10.70 2.37 15 5.58 9.46 2.25 18 4.45 8.33 2.12 21 3.41 7.29 1.99
24 2.47 6.35 1.85 27 1.64 5.52 1.71 30 0.91 4.79 1.57 35 -0.13 3.57 1.27 40 -0.94 2.94 1.07 45 -1.56 2.32 0.84 50 -2.02 1.86 0.62 55 -2.35 1.53 0.43 60 -2.51 1.37 0.31 70 -2.80 1.08 0.08 80 -2.93 0.95 -0.05 90 -2.97 0.91 -0.09 以ln(αt-α∞)对t作图 图2ln(αt-α∞)对t的关系 ln (αt-α∞)= ln (ao—α∞)一k t 得k=0.03682 其半衰期为t=ln2/k=18.82min
蔗糖水解反应实验报告
浙江万里学院生物与环境学院化学工程实验技术实验报告 实验名称：蔗糖水解反应速率常数的测定
一、 实验预习（30分） （1） 实验目的 1．根据物质的光学性质研究蔗糖水解反应，测定其反应率度常数。 2．了解自动旋光仪的基本原理、掌握使用方法。 （2） 实验原理 蔗糖在水中水解成葡萄糖与果糖的反应为： C 12H 22O 11 ＋ H 2O H C 6H 12O 6 +C 6H 12O 6 蔗糖 葡萄糖 果糖 为使水解反应加速，反应常常以H 3O +为催化剂，故在酸性介质中进行。水解反应中，水是大量的，反应达终点时，虽有部分水分子参加反应，但与溶质浓度相比可认为它的浓度没有改变，故此反应可视为一级反应，其动力学方程式为： kc dt dc =- （1） 或 c c t k 0lg 303.2= （2） 式中： c 0 为反应开始时蔗糖的浓度； c 为时间t 时蔗糖的浓度。 当021c c =时，t 可用k t 2ln 2/1=表示，即为反应的半衰期。 上式说明一级反应的半衰期只决定于反应速度常数 k ，而与起始浓度无关，这是一级反应的一个特点。 蔗糖及其水解产物均为旋光物质，当反应进行时，如以一束偏振光通过溶液，则可观察到偏振面的转移。蔗糖是右旋的，水解的混合物中有左旋的，所以偏振面将由右边旋向左边。偏振面的转移角度称之为旋光度，以α表示。因此可利用体系在反应过程中旋光度的改变来量度反应的进程。溶液的旋光度与溶液中所含旋光物质的种类、浓度、液层厚度、光源的波长以及反应时的温度等因素有关。 为了比较各种物质的旋光能力。引入比旋光度 ][α 这一概念，并以下式表示： ][t D ?=c l ?α （3） 式中：t 为实验时的温度；D 为所用光源的波长；α为旋光度；l 为液层厚度（常以10cm 为单位）；c 为浓度（常用100 mL 溶液中溶有m 克物质来表示），
旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验报告记录
旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验报告记录
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旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数 实验报告 院（系） 生化系 年级 10级 专业 化工 姓名 学号 课程名称 物化实验 实验日期 2012 年 9 月 9 日 实验地点 3栋 指导老师 一、实验目的： 1·测定蔗糖转化放映的速率常数k ，半衰期t1/2,和活化能Ea 。 2·了解反应的反应物溶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、实验原理： 1、 蔗糖在水中转化成葡萄糖和果糖，器反应为： C 12H 22011+H 2O C 6H 12O 6+C 6H 12O 6 （蔗糖） （葡萄糖） （果糖） 这是一个二级反应，但在H+浓度和水量保持不变时，反应可视为一级反应， 速率方程式可表示为： ，积分后可得： 由此可知：在不同时间测定反应物的相对浓度，并以㏑c 对t 作图，可得一直线，由直线斜率即可求得反应速率常数 k 。 当c=0.5c 0时 T1/2=ln2/K 2、本实验中的反应物及产物均有旋光性，且旋光能力不同，在溶剂性质、溶液浓度、样品管长度及温度等条件均固定时，旋光度与反应物浓度呈线性关系，即： kc dt dc =-kt c c -=0 ln
。 反应时间 t=0，蔗糖尚未转化： ； 反应时间为 t ，蔗糖部分转化： ； 反应时间 t=∞，蔗糖全部转化： ， 联立上述三式并代入积分式可得： 对ｔ作图可得一直线，从直线斜率可得反应速率常数k 。 三、仪器与试剂： WZZ-2B 型旋光仪 1台 501超级恒温水浴 1台 烧杯100ml 2个 移液管（25ml ） 2只 蔗糖溶液 （分析纯）（20.0g/100ml) Hcl 溶液（分析纯）（4.00mol/dm -3) 四、实验步骤： ①恒温准备： ②旋光仪调零： 1）、 2）、 5分钟稳定后 将4mol/L Hcl 和 蔗糖50ml 分别 调恒温水浴至45o c 开启旋调开关至 c βα=00c 反βα=）（生反c t -+=0c c ββα0c 生βα=∞) ln()ln(0∞∞-+-=-ααααkt t )ln(∞-ααt 以洗净 向管内装满蒸 用滤纸擦干打开光源，调节目镜聚焦，使视野清晰 再旋转检偏镜至能观察到三分视野均匀但较暗为止 记下检偏镜的旋光度，重复测量数次， 取其平均值即为零点 洗净样向管内装满蒸馏水，盖