实验三----旋光法测定蔗糖水解速率常数
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：C 12H22O11+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+lnC（1）式中：C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C 12H22O11(蔗糖)+H20→ C6H12O6(葡萄糖)+C6H12O6(果糖)t=0 C0β10 0 α= C0β1t=t Cβ1 (C-C)β2(C-C)β3αt=Cβ1+(C-C)β2+(C-C)β3t=∞ 0β2C0 β2Cα∞=β2C+ β2C由以上三式得：ln(αt -α∞)=-kt+ln(α-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/L2. 完成下表：α∞=-1.913表1 蔗糖转化反应旋光度的测定结果五、作()ln t αα∞-~ t 图，求出反应速率常数k 及半衰期t 1/2 求算过程：1020304050607080-0.50.00.51.01.52.0l n (αt -α)t (min)由计算机作图可得斜率=-0.02 既测得反应速率常数k=0.02t 1/2 =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。
旋光法测定蔗糖水解反应速率常数
一、目的要求
了解旋光仪的构造、工作原理，掌握旋光 仪的使用方法。 用旋光法测定蔗糖在酸催化条件下的水解 反应速率常数和半衰期。
C12 H 22O11 H 2O C6 H12O6 C6 H12O6 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。
三、仪器与试剂
自动数字旋光仪
滤 偏振 小孔 物镜 光源 色 镜A 光栅 片
磁旋线圈
旋光管
偏振 镜B
光电倍增管
计数器
涡轮螺杆
伺服 电机
功率放大器
选项放大器
前置放大器 自动高压
四、实验步骤
了解自动旋光仪的结构，工作原理和使用 方法。 清洗旋光管，校零。 配制1.8 moldm-3的盐酸溶液。配制蔗糖 溶液（10g/50mL）, 25℃预热10min。 混合溶液并开始计时。淌洗旋光试管，装 样、擦净试管外壁并放入旋光仪中。从开 始记时算起，反应到大约第3分钟时读取第 一个数据，然后分别在第5、7、9、12、 14、16、18和20分钟时各记录一个值，
KC
C0 1 C0 1 1 0 k ' ln ln ln t Ct t C0 x t t
三、仪器与试剂
自动数字旋光仪1台； 10cm 旋光管1支； 恒温槽； 天平； 计时器； 烧杯（100ml）； 带盖刻度试管（100ml，2支）， HCl溶液（3 moldm-3）， 蔗糖（A.R.）
四、实验步骤
将测定 时剩余的溶液倒入洁净的大试管 里，并置于60℃恒温水浴中30分钟，然后 冷却到室温再装管测定三次旋光度取平均 值（即）。 实验完毕后，将“光源”开关置于交流档， 关闭电源。小心地清洗仪器，尤其是旋光 管要清洗干净，至无酸性为止，以避免腐 蚀旋光管两端的金属部件，且注意不要丢 失旋光管两端的玻片和密封圈。
旋光度法测定蔗糖水解反应速率常数
实验 旋光度法测定蔗糖水解反应速率常数一、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. 测定蔗糖水解反应的速率常数和半衰期。
二、实验背景蔗糖在水溶液中可进行如下反应：C 12H 22O 11(蔗糖)+H 2O→ C 6H 12O 6(葡萄糖)+ C 6H 12O 6(果糖)在纯水中，该反应的速率很慢，通常需要在H +离子催化作用下进行。
此反应是动力学中最早采用物理方法研究的反应之一。
本实验选用的物理方法为旋光法。
早在1850年，Wilhelmy 的研究表明，该反应为一级反应。
然而，深入的研究表明，蔗糖的水解并非那样简单，而是复杂得多。
对转化过程而言，这种一级动力学方程式并不严格适用。
通常观察到的转化终点并不是真实的终点。
由于反应存在次级变化，使水解终点时的旋光能力不为常数，而是逐渐变得更小和更负。
在稀溶液的情况下，这一影响可以忽略。
作为基础实验，我们依然可以将蔗榜的水解作为一级反应处理，这并不引入多大的误差。
当蔗糖浓度不高时，结果就会更令人满意。
三、实验原理蔗糖在水中水解成葡萄糖与果糖，其反应为：C 12H 22O 11 (蔗糖)+H 2O→ C 6H 12O 6 (葡萄糖)+ C 6H 12O 6 (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 +催化作用下进行。
由于反应时水是大量存在的，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，而且H +是催化剂，其浓度也保持不变。
故此反应可视为一级反应，一级反应的动力学方程式可由下式表示：kc dtdc =- （17-1） 式中：c 为时间t 时反应物的浓度；k 为反应速率常数。
对式（17-1）积分可得0ln ln c kt c +-= （17-2）式中：c 0为反应开始时反应物的浓度。
当0c 21c =时，t 可用1t 表示，即为反应的半衰期。
kln2t 21= （17-3） 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。
旋光法测定蔗糖转化反应的实验报告
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= C0β1t=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/L2. 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=0.02t1/2 =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。
物理化学实验-旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数
旋光仪
4
旋光仪
使用方法
➢开机预热: 接通电源，开启电源开关，预热5分钟，待钠光灯 发光正常才可工作.
➢零点校正: 在旋光管中装满蒸馏水(无气泡)，调节检偏镜，使 三分视野消失，记下角度值，即为仪器零点，用于校正系统误 差.
➢样品的测定: 在旋光管中装入待测试样，调节检偏镜，使三分 视野消失，读取角度值，将其减去(或加上)零点值，即为被测 物质的旋光度.
t为实验温度(℃) D为光源波长 α为旋光度 l为液层厚度(m) C为浓度(kg·m-3)
当其它条件不变时，旋4光度α与浓度C成正比。即：
实验原理
若反应时间为0，t，∞时溶液的旋光度分别用α0，αt，α∞表示。 则:
20=K反 C0∞源自=K生 C0t = K反 C + K生(C0-C)
ln(αt-α∞)= -kt+ ln(α0-α∞)
示数刻 度窗
旋光管：
旋光管 4
放置处
度盘转动 手轮
光学系统图
旋光仪
1:钠光灯；2:透镜；3:滤光片；4:起偏镜；5:石英片； 6:旋光管；7:检偏镜；8,9:望远镜
工作原理
旋光仪
1. 起偏镜, 2. 起偏镜偏振化方向, 3. 旋光管, 4. 检偏镜
偏振化方向, 5. 旋光角, 6. 检偏镜
4
三分视野装置
旋光管中装满溶液后，不应有气泡，不应漏液, 否则会影 响测量结果.
旋光管上螺丝帽盖及橡皮垫圈不宜太紧，否则由于光学 玻璃受力产生一种附加的亦即“假的”偏振作用，给测量造 成误差.
旋光管用后要及时4将溶液倒出，用蒸馏水洗涤干净，擦 干.所有镜片均不能用手直接擦拭，应用擦镜纸擦拭.
实验步骤
1.旋光仪零点的校正 ：
旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数-实验报告
（六）旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数一、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，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C12H22O11（蔗糖）+ H2O C6H12O6 （葡萄糖）+ C6H12O6（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 = ln2/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。
ln （ t－） = － k t ＋ln（0－）从上式可见，以ln（ t－）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。
物理化学――旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数
物理化学――旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数
旋光法是一种用于测定物质旋光性质的方法，通过测量物质对偏振光的偏转角度来确定旋光度。
在物理化学中，旋光法可以用于测定化学反应的速率常数。
对于蔗糖的转化反应，旋光法可以用来测量反应物蔗糖的旋光度随时间的变化，从而得到蔗糖转化反应的速率常数。
具体测定方法如下：
1. 准备装置：使用一个旋光仪或偏振光仪来测量蔗糖溶液的旋光度。
装置中需要有一个光源、一个载物池和一个旋光度检测器。
2. 准备试剂：制备一系列蔗糖溶液，浓度逐渐增大或减小。
可以通过称量蔗糖和加入适量的溶剂来制备。
3. 测量旋光度：将蔗糖溶液加入到载物池中，然后通过旋光仪或偏振光仪测量蔗糖溶液的旋光度。
每隔一段时间，记录一次旋光度值。
4. 绘制旋光度随时间变化的曲线：将测得的旋光度值与时间绘制成图表，可以得到一个旋光度随时间变化的曲线。
5. 速率常数的计算：根据测得的旋光度随时间变化的曲线，可以使用反应速率方程计算蔗糖转化反应的速率常数。
需要注意的是，蔗糖转化反应的速率常数可能会受到溶液的温
度、pH值以及其他条件的影响。
因此，在实验中应该尽可能控制这些条件，以确保得到准确的结果。
同时，实验过程中还需要注意安全操作，避免接触到化学品和使用的仪器设备。
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（六）旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数一、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，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C12H22O11（蔗糖）+ H2O C6H12O6 （葡萄糖）+ C6H12O6（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 = ln2/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。
ln （ t －） = － k t ＋ln （0－）从上式可见，以ln （ t －）对 t作图，可得一直线，由直线斜率可求得速度常数k。
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= C0β1t=t Cβ1 ( C -C0)β2 ( C -C0)β3αt=Cβ1+( C -C0)β2+ ( C -C0)β3t=∞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/L2. 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。
蔗糖水解速率常数的测定旋光法
蔗糖水解速率常数的测定——旋光法一、实验目的：1、掌握旋光度与蔗糖转化反应速率常数的关系；2、掌握与的测定方法；3、了解自动旋光仪的使用方法。
二、实验原理：酶是生物体内产生的具有极高催化活性和选择性的蛋白质类物质，它的催化活性比其他催化剂高107～1013倍。
蔗糖酶是一种水解酶，它能使蔗糖在水中水解成葡萄糖和过堂，反应式如下：由于反应时水是大量的，在整个反应过程中浓度保持不变，所以该反应动力学公式符合米恰利-门顿方程:对上式积分并除以时间t，可得：由此式可以求出的值。
若以表示实验开始时蔗糖溶液的旋光度，表示在任意时刻时的旋光度，表示反应完成后的旋光度，则蔗糖的原始浓度与成正比，t时刻溶液中剩余蔗糖的浓度与成正比，因此上式可变为：若将对作图，应得一直线，其斜率为：其截距为：三、实验仪器及试剂旋光仪、恒温水浴槽、台秤、停表、吸量管2支、锥形瓶、烧杯等；HCl溶液（4mol/L）、蔗糖（分析纯）；四、实验步骤⑴准备工作：1、用台秤粗称蔗糖5g，放入锥形瓶中，准确移入水50ml并量取水溶液的温度备用；2、旋光仪零点调节：在旋光管中注入纯水，放入旋光仪暗箱中，开启旋光仪电源预热5分钟，再开启直流电源开关，待钠光灯稳定后，开启测量开关，光屏应显示值为00.000,若示值不为00.000，可按清零键使其归零。
⑵测量工作：1、αt的测量：在上述配置的糖水中准确加入50mL 3MHCl溶液，迅速混匀并注入旋光管中，在旋光仪中测量αt值，测量中每3分钟读取一次Xt值，共读12次（切记测量中不可动清零键）。
2、α∞的测定：将步骤⑵.1中所余的反应液在50℃下水浴中恒温加热30min之后降至室温，测其旋光度即(注意：反应液的加热可与⑵.1步骤同时进行)。
为X∞五、实验记录及数据处理（一）实验记录1、水温17.1℃2、αt的测定：2、α∞的测量：（二）实验数据处理α∞＝－（3.935＋3.965＋3.945）÷3≈－3.950；则根据实验原理方程可的如下数据表格:以时间t/min对ln（αt-α∞）作图的如下曲线：由方程式的k M=0.0141，α0=12.208。
旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数-实验报告
（六）旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数之吉白夕凡创作创作时间：二零二一年六月三十日一、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、了解旋光仪的基来源根基理, 掌握旋光仪的正确使用方法.二、仪器与试剂WZZ2B自动旋光仪, 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C12H22O11（蔗糖）+ H2O C6H12O6 （葡萄糖）+ C6H12O6（果糖）为使水解反应加速, 反应经常以H+为催化剂.由于在较稀的蔗糖溶液中, 水是年夜量的, 反应达终点时, 虽然有部份水分子介入了反应, 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 = ln2/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, 以暗示.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, 溶液的旋光度变动情况如下：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年夜, 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动可以用旋光度来取代暗示.ln（ t－） = － k t ＋ln（0－）从上式可见, 以ln（ t－）对 t作图, 可得一直线, 由直线斜率可求得速度常数k.四、实验步伐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“丈量”.预热10分钟后, 洗净样品管, 然后在样品管中装人蒸馏水, 丈量蒸馏水的旋光度, 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分钟丈量一次, 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、0.610 .六、数据处置蔗糖的转化反应速率K=0.0662半衰期：t12 =2Ink=0.693k七、思考题1.实验中, 为什么用蒸馏水来校正旋光仪的零点? 在蔗糖转化反应过程中, 所测的旋光度αt是否需要零点校正?为什么?答：蒸馏水无旋光性, 消除旋光仪的系统误差；实验中, 所测的旋光度αt可以不校正零点, 因αtα∞ , 已将系统的零点误差消除失落.2.蔗糖溶液为什么可粗略配制?答：初始浓度对数据影响不年夜.速率常数K与温度和催化剂的浓度有关, 实验测定反应速率常数k, 以l n(αtα∞)对t作图, 由所得直线的斜率求出反应速率常数k, 与初始浓度无关3.蔗糖的转化速度和哪些因素有关?答：温度, 催化剂得浓度、种类等.4.溶液的旋光度与哪些因素有关？答：溶液的旋光度与溶液中所含旋光物质的种类、浓度、溶剂的性质、液层厚度、光源波长及温度等因素有关.5.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：因为盐酸是作为催化剂.若把蔗糖倒入盐酸傍边, 会招致反应液中盐酸的浓渡过年夜, 使得蔗糖在还没检测的时候就反应完全, 使实验存在很年夜误差.若那盐酸倒入蔗糖溶液中, 可以防止这种事情发生, 最年夜地降低了误差的呈现.八、实验结果与讨论：本实验测得蔗糖的转化反应速率K=0.0662 ,半衰期为10.47min, 测得的旋光度变动趋势是从年夜到小, 最终呈现负值.证明果糖的旋光度为负值, 并在数值上年夜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到达极限.通过该实验, 了解该反应的反应物浓度与旋光度之间的关系, 同时明白旋光仪的基来源根基理, 掌握旋光仪的正确使用方法.。
实验三、蔗糖水解反应速度常数的测定
蔗糖
H
葡萄糖
果糖
C12 H 22O11 H 2O C6 H12O6 C6 H12O6
该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，尽管有部分参与了反应，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+是催化剂，其浓度也保持不变。因此蔗
糖反应可看作为假一级反应。
一级反应的速率方程为：
dC kC dt
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： ln C kt ln C0
式中：C0为反应开始时反应物浓度。
（ 1）
1 ln 2 当C C0时,时间t可用t 1 表示,即为反应半衰期 t 1 2 k 2 2
物质的旋光能力用比旋光度来度量，比旋光度 用下式表示：
[ ]
20 D
100
l CA
[ ]20 20表示实验时温度为 200C , D 右上角的 D是指用钠灯光源 D线的波长(即589nm),
为测得的旋光度 , l为样品管长度 (dm),
C A为浓度( g / 100m l).
反应物蔗糖是右旋性物质，其比旋光度
4. α∞的测定 • 把剩余的水解反应液，在55℃条件下恒温50分 钟，然后在实验温度恒温10min。 • 测定完全水解的旋光度的值即。
五、实验数据记录
实验日期： 实验温度： αt的测定：
时间(min)
； ℃；旋光仪零点：
。
旋光度αt
最终旋光度α∞=
。
六、数据处理
1.计算αt-α∞和ln(αt-α∞)；
设体系最初的旋光度为： 0 反C0
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 2OC 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/K2、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 cc -=0ln。
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 分别置于100ml 的烧杯中调恒温水浴至45oc开启旋光仪将光源调至交流（AC)调开关至直流(DC)cβα=00c 反βα=）（生反c t -+=0c c ββα0c 生βα=∞)ln()ln(0∞∞-+-=-ααααkt t )ln(∞-ααt 以洗净样品管 向管内装满蒸馏水，并盖上玻璃片和套盖，不要有气泡用滤纸擦干管外的水，放入旋光仪光路中打开光源，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品管 向管内装满蒸馏水，盖上端盖，滤纸擦干③测定a t ：④测定a ∞：⑤、依次关闭测量、光源、电源开关。
蔗糖水解反应速率常数的测定实验报告
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、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G2H22O1 什H2O == CH12O6 + C6H12O6(蔗糖，右旋)(葡萄糖，右旋)(果糖，左旋) (1) 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。
此反应的反应速率与蔗糖的浓度、水的浓度以及催化剂H +的浓度有关。
这个反应是二级反应。
但是，此反应中有大量水的存在，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，故可视为一级反应，动力学方程de—=KCdtC积分后得：In -=Kt 或In C=— kt+l n C°(2)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。
从式(2)可以看出，在不同的时间测定反应物的浓度，并以n 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。
由于蔗糖是右旋的，水解混合物是左旋的，所以偏振面将由右边旋向左边。
偏振面的转移角度称为旋转角度，以a表示。
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、光源波长及反应时的温度等因素有关。
当其他条件均固定时，旋光度a与浓度C呈线性关系，即：a = B C (3) 式中B是与物质的旋光能力、溶液厚度、溶剂性质、光源波长、反应温度有关的常数。
物质的旋光能力用比旋光度［a ］来表示。
蔗糖是右旋物质，葡萄糖也是右旋性物质，果糖是左旋性物质，他们的比旋光度为［a蔗］=66.65°，［a葡］=52.5°，［a果］=—91.9。
3.9 旋光度法测定蔗糖水解反应的速率常数
实验七 一级反应——蔗糖的转化一、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、预习要求1．掌握旋光度与蔗糖转化反应速率常数的关系。
2．.掌握αt 与α∞的测定方法。
3．了解旋光仪的构造及使用方法。
三、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，此反应可视为假一级反应。
其动力学方程为kc dTdc =- (1) 式中，k 为反应速率常数；C 为时间t 时的反应物浓度。
将(1)式积分得：0ln ln c kt c += (2)式中，c 0为反应物的初始浓度。
当c =1/2c 0时，t 可用t 1/2表示，即为反应的半衰期。
由(2)式可得：kk t 693.02ln 21== (3) 蔗糖及水解产物均为旋光性物质。
但它们的旋光能力不同，故可以利用体系在反应过程中旋光度的变化来衡量反应的进程。
溶液的旋光度与溶液中所含旋光物质的种类、浓度、溶剂的性质、液层厚度、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，引入比旋光度的概念。
比旋光度可用下式表示：c l tD ⋅=αα][ (4)式中，t 为实验温度(℃)；D 为光源波长；α为旋光度；l 为液层厚度(m)；c 为浓度(kg·m -3)。
由(4)式可知，当其它条件不变时，旋光度α与浓度C 成正比。
在蔗糖的水解反应中，反应物蔗糖是右旋性物质,其比旋光度[α]20D =66.6°。
产物中葡萄糖也是右旋性物质，其比旋光度[α]20D =52.5°；而产物中的果糖则是左旋性物质，其比旋光度[α]20D=-91.9°。
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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 =
请仔细了解旋光仪的构造和原理，掌握使用方法。
2.旋光仪的零点校正
蒸馏水为非旋光物质，可以用来校正旋光仪的零点（即a=0时仪器对应的刻度）。
校正时，先洗净样品管，将管的一端加上盖子，并由另一端向管内灌满蒸馏水，在上面形成一凸面，然后盖上玻璃片和套盖，玻璃片紧贴于旋光管，此时管内不应有气泡存在。
必须注意套盖时，一只手握住管上的金属鼓轮，另一只手旋套盖，不能用力太猛，以免压碎玻璃片。
然后用吸滤纸将管外的水擦干，再用擦镜纸将样品管两端的玻璃片擦净，放入旋光仪的光路中。
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暗度相等为止。
记下检偏镜的旋光度α，再重复测量数次，取其平均值。
此平均值即为零点，用来校正仪器系统误差。
3.反应过程的旋光度测定
洗净、烘干4支具塞大试管备用。
将恒温槽调节到所需的反应温度（如25℃、30℃或35℃）。
在锥形瓶内，称取20g蔗糖，加入100mL蒸馏水，使蔗糖完全溶解，若溶液混
浊，则需过滤。
用移液管吸取20%蔗糖溶液25mL，放入预先已清洁干燥的50mL试管内并加盖。
同法，用另一支移液管吸取25mL4mol.L-1HCl溶液，放入另一支50mL试管内并加盖。
将两支试管一起置于恒温槽恒温大约10min。
然后将两试管取出，擦干试管外壁的水珠，将HCl溶液倒入蔗糖溶液中，同时记下时间，来回倒三、四次，使之均匀后，立即用少量反应液荡洗旋光管2~3次后，装满旋光管，旋上套盖，不得留有气泡，放进恒温槽中恒温（注意：荡洗和装样只能用去一半左右的反应液）。
要求在反应开始后2~3min内测定第一个数据（约在5o左右）。
在以后的15min内，每间隔1min测量一次。
随后由于反应物浓度降低而使反应速率变慢，此时可将每次测量的时间间隔适当放宽，一直测量到反应时间为50min为止（因为旋光度随时间而改变，温度在观察过程中亦在变化，所以测定时要力求动作迅速熟练）。
在此期间，将剩余的另一半反应液置于50~60℃的水浴内温热待用。
4.α∞的测量
将已在50~60℃水浴内温热40min的反应
液取出，冷至实验温度下测定旋光度。
在10~15min内读取5~7个数据，如在测量误差范围内，取其平均值，即为α∞。
5.将恒温水浴的温度调高5℃，按上述步骤3和4再测量一套数据。
五、实验注意事项
1. 蔗糖在配制溶液前，需先经380K烘干。
2. 在进行蔗糖水解速率测定前，要熟练掌握
旋光仪的使用，能正确而迅速地读出其读数。
3. 旋光管管盖只要旋至不漏水即可，过紧的
旋钮会造成损坏，或因玻璃片受力产生应力而致使有一定的假旋光。
4. 旋光仪中的钠灯不宜长时间开启，测量间
隔较长时，应熄灯，以免损坏。
5. 反应速率与温度有关，故两溶液需待恒温
至实验温度后才能混合。
6．实验结束后，应洗净旋光管并干燥，防止酸对旋光管的腐蚀。
六、数据记录及处理
表1.蔗糖水解速率常数的测定
l n (αt -α∞)反应时间t/s
l n (αt -α∞)
反应时间t/s
零点校正α水=-0.20o
由图中可知：反应温度为303.2K时，速率常数k1=6.4255×10-4s-1
反应温度为298.9K时，速率常数k2=4.9336×10-4s-1
由阿仑尼乌斯公式：lnk2/k1= -E a/R (1/T2-1/T1)，计算此温度区间的活化能E a。
ln6.4255/4.9336= -E a /8.314(1/303.2-1/298.9)
E a=46.3kJ∙mo l-1。
七、思考题
1、实验中用蒸馏水来校正旋光仪的零点，试
问在蔗糖水解反应过程中所测定的旋光度是否必须要进行零点校正？
答：因为结果计算无须用到绝对量，只要
知道（αt-α∞）的相对量就可以了，所以不强求要进
行零点校正。
2、配制溶液时不够精确，对测定结果是否
有影响？
笿：酸在这里起催化剂的作用，其浓度对
速率常数有影响；但蔗糖溶液的浓度对速
率常数无影响。
若是测定活化能，则盐酸
溶液和蔗糖溶液的浓度变化对其无影响。
3、配制蔗糖溶液和盐酸溶液时，是将盐酸
溶液回到蔗糖溶液里去，可否将蔗糖溶液
加到盐酸溶液中去？为什么？
答：不行。
因为将蔗糖溶液加到盐酸溶液
中去，酸度很大，蔗糖水解很快，浓度变
化迅速，来不及通过旋光度来测定其浓度，
误差很大。
4、本实验中要想减少实验误差应该怎样
做？
答：旋光度测定时，要保证温度恒定，最
好采用循环恒温的旋光仪；使用长的旋光
管；盐酸用量必须精确一致；反应温度要
恒定等。
5、在测量蔗糖转化速率常数时，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
20][D
＝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。
6、如何根据蔗糖、葡萄糖和果糖的比旋光
度计算α0和α∞？
答：α0= × L ×[蔗糖]0/1000
α∞= × L ×[葡萄糖]∞/1000+ × L ×[果糖]∞/1000
、 、 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]∞表示水解反应完全时，葡萄糖和果糖的浓度。
设t =20℃，L =2dm ，[蔗糖]0=100g ∙L -1 ，
则：[果糖]∞=[葡萄糖]∞=52.6g ∙L -1
=66.37o ，
=52.7o ， = -92o
α0=66.37×2×100/1000=13.27o
α∞=52.7×2×52.63/1000-92×2×52.6/1000=
-4.14o
7、蔗糖的转化速率常数k 和哪些因素有t D ]蔗糖[αt D ]葡萄糖[αt D ]果糖[αt D ]蔗糖[αt D ]葡萄糖[αt D ]果糖[α20
D ]蔗糖[α20
D ]葡萄糖[α20D ]果糖[α
关？
答：与反应温度、催化剂(H+浓度）有关。