蔗糖水解反应速率常数的测定教学文稿
蔗糖水解电子教案
蔗糖水解蔗糖水解反应常数的测定实验一：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。
二：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/LHCl溶液。
三：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lnC0/C t=Kt，该反应的半衰期与K的关系为t1/2=ln2/K，在其他条件不变时，旋光度与反应物的浓度C成正比即α=K‘C，经数学得C0=（α0-α∞）/[K蔗糖-（K葡-K果）]，C t =（αt-α∞）/[K蔗糖-（K葡-K果）]，将这两个式子代入lnC0/C t=Kt得ln（α0-αt）=-Kt+ln（α0-α∞），以ln（αt-α∞）对t作图，可得一直线，由直线的斜率可求得速度常数K。
四：实验步骤：1：温度设定与准备。
2：溶液配制与恒温。
3：仪器零点校正。
4：αt的测定。
5：α∞的测定。
6：其他温度下水解反应速率常数的测定。
五：思考题：1：蔗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αt 时间t 求出α0Y : t X ：t/min由图可知α0=22.998，再由公式α∞=-0.311α0得出α∞=-7.152。
t αt αt -α∞ ln(αt -α∞)2 21.123 28.275 3.3424 20.97 28.122 3.3366 20.79 27.942 3.338 20.645 27.797 3.32510 20.304 27.456 3.31315 19.605 26.757 3.28720 18.735 25.887 3.25430 16.752 23.904 3.17440 14.59 21.742 3.07950 12.31 19.462 2.96860 10.966 18.118 2.897Y :l n (ατ-α) X:t/min由图可知，蔗糖水解反应速度常数k=0.00793.。
蔗糖水解反应速率常数的测定
蔗糖水解反应速率常数的测定引言：蔗糖是一种常见的碳水化合物，由葡萄糖和果糖分子组成。
在一定条件下，蔗糖可以被水分解成葡萄糖和果糖，这个过程被称为蔗糖水解反应。
研究蔗糖水解反应的速率常数对于理解反应机理以及工业应用具有重要意义。
本文将介绍蔗糖水解反应速率常数的测定方法及其应用。
一、测定方法1. 酶催化法测定蔗糖酶是一种特定的酶，能够促进蔗糖水解反应的进行。
因此，酶催化法是一种常用的测定蔗糖水解反应速率常数的方法之一。
实验步骤如下：(1) 准备一定浓度的蔗糖溶液。
(2) 在一组实验中，分别加入不同浓度的酶溶液，并在一定的时间间隔内测量蔗糖浓度的变化。
(3) 根据蔗糖浓度的变化曲线，绘制反应速率随酶浓度变化的图表。
(4) 通过线性拟合，得到反应速率常数。
2. pH法测定pH值是影响酶催化反应速率的重要因素之一。
通过在不同pH条件下测量蔗糖水解反应的速率常数，可以了解pH对反应速率的影响。
实验步骤如下：(1) 准备一定浓度的蔗糖溶液。
(2) 在一组实验中，分别调节不同pH值的缓冲溶液，并在一定的时间间隔内测量蔗糖浓度的变化。
(3) 根据蔗糖浓度的变化曲线，绘制反应速率随pH值变化的图表。
(4) 通过线性拟合，得到反应速率常数。
二、应用蔗糖水解反应速率常数的测定在许多领域中具有广泛的应用。
以下是一些典型的应用：1. 食品工业蔗糖是食品中一种常用的甜味剂，通过测定蔗糖水解反应的速率常数，可以优化食品加工过程，提高产品质量和口感。
2. 生物学研究蔗糖水解反应是生物体内能量代谢的重要过程之一。
通过测定蔗糖水解反应速率常数，可以研究代谢途径以及相关酶的催化效率，进一步了解生物体的生理活动。
3. 化学工业蔗糖水解反应也在化学工业中有重要应用。
通过测定蔗糖水解反应速率常数，可以优化催化剂的选择和反应条件的控制，提高生产效率和降低成本。
结论：蔗糖水解反应速率常数的测定是研究反应机理和优化工业应用的重要手段之一。
酶催化法和pH法是常用的测定方法。
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实验报告实验名称：蔗糖水解速率常数的测定摘要：本实验旨在测定蔗糖水解速率常数。
通过将蔗糖与酵素反应，测定不同时间内的产物浓度变化，从而计算得到水解速率常数。
引言：蔗糖是一种常见的二糖，在生物体内会被酶类催化水解为葡萄糖和果糖两种单糖。
研究蔗糖水解速率常数对于理解生物体内酶的性质及催化机制具有重要意义。
本实验将使用酵母提取液作为酶，通过测定一定时间内蔗糖水解产物的浓度变化，计算得到水解速率常数。
材料与方法：1.实验仪器：比色计、离心机。
2.实验试剂：蔗糖溶液、酵母提取液、磷酸盐缓冲溶液、NaOH溶液。
3.实验步骤：(1)准备一系列不同浓度的蔗糖溶液，将其分别加入试管中。
(2)在每个试管中加入一定量的酵母提取液，并利用离心机以一定速度离心。
(3)将试管放入比色计中，设置好波长和初始时间。
(4)同时开始计时，每隔一定时间测定一次试管中产物的吸光度。
(5)将吸光度值转换为产物浓度，计算各个时间点的蔗糖水解速率。
(6)根据速率和初始蔗糖浓度的关系，计算得到水解速率常数。
结果与讨论：根据实验数据计算得到一系列不同时间点的蔗糖水解速率。
将各个时间点的速率与初始蔗糖浓度进行图表绘制，得到一个曲线。
通过拟合曲线，计算得到蔗糖的水解速率常数。
结论：本实验成功测定了蔗糖水解速率常数。
该常数对于了解酶类催化水解过程中的动力学机制具有重要意义，可以为进一步研究酶的性质与催化机制提供理论基础。
实验改进与展望：本实验选取了酵母提取液作为酶，但也可以尝试使用其他酶类进行水解实验，比较不同酶的水解速率常数。
同时，本实验仅仅是对蔗糖水解过程的初步研究，未进一步探讨酶的特性与催化机制，未来可以通过研究酶的底物浓度、温度、pH等因素对水解速率的影响，进一步完善相关理论。
蔗糖水解反应速度常数的测定
蔗糖水解反应速度常数的测定一、目的要求1、根据物质的光学性质研究蔗糖水解反应，理解反应物浓度与旋光度间的关系。
2、了解旋光仪的基本原理、掌握其使用方法。
3、测定蔗糖水解反应速率常数和半衰期。
二、实验原理蔗糖水解反应为C 12H 22O 11 + H 2O = C 6H 12O 6 + C 6H 12O 6蔗糖 葡萄糖 果糖在酸度一定的条件下，蔗糖水解反应可视为一级反应，其动力学方程为：K=（2.303/t ）lg(C 0/C)或lgC=-(kt/2.303)+lgC 0 ①反应的半衰期：t(1/2) = ln2/k ②反应体系的旋光度与各物质的浓度有一定关系: C 12H 22O 11 + H 2O = C 6H 12O 6 + C 6H 12O 6蔗糖 葡萄糖 果糖(右旋) (右旋) (左旋)20][D α=66.6 20][D α=52.5 20][D α=-91.9t =0 Ｃ0 ００旋光度：α0t ＣＣ0-ＣＣ0-Ｃαtt = 0 Ｃ0 Ｃ0α∞随反应的进行，反应体系的旋光度应如何变化？在温度、入射光波长和旋光管长度一定的条件下，旋光度与物质的浓度成正比：α=KC③所以：α0=K1C0④αt=K1C+(K2+K3)(C0-C) ⑤α∞=(K2+K3)C0⑥④～⑥式中，K1、K2、K3分别为蔗糖、葡萄糖和果糖在关系式③中的比例系数。
由④～⑥式可得：C O=（α0-α∞）/（K1-K2-K3）C=（αt-α∞）/(K1-K2-K3)代入①得到：lg(αt-α∞)=-(Kt/2.303)+lg(α0-α∞) ⑦由式⑦可见：以lg(αt-α∞)对t作图可得一直线，由直线的斜率可求得蔗糖水解反应的速率常数K。
再由式②即求得半衰期。
三、仪器和试剂旋光仪及旋光管；HK-1B玻璃恒温水槽；停表；2mol·dm-3HCl；蔗糖（分析纯）；有关玻璃仪器；托盘天平。
四、操作步骤1、实验测量前十分钟打开旋光仪进行预热。
蔗糖水解反应速率常数的测定
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2008-4-22
蔗糖水解反应速率常数的测定
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（3）旋光度测定 倒出旋光管中的纯水，用待测液体洗涤旋光管数次，灌满待测液。同（2）法调节至三分视场消 失，读数。本实验中体系的旋光度随时间变化，要在规定的时刻测定旋光度，需在此时刻前恰好调 至三分视场消失。 3．反应速率的测定 用移液管吸取25ml20%的蔗糖溶液移入150ml的烧杯中，另吸取25ml3mol/LHCl移入另一150ml 烧杯。将HCl溶液倒入蔗糖溶液，搅拌混合后倒回盛HCl溶液的烧杯，如此反复几次，二溶液已混合 均匀。用此混合液洗涤旋光管数次，然后灌满旋光管测定旋光度α0，同时启动秒表计时，每隔4min 读一次数α4、α8、α12、……至60min测定完毕。 如果反应恒温进行，结果更准确。可在旋光管外加一恒温水套，由超级恒温水浴泵出恒温水流 经水套。如果自来水温度较稳定，也可用自来水恒温。
取对数
[ ] ln(α t − α t+∆t ) = −K1t + ln (α 0 − α ∞ )(1 − e−K1∆t )
因α0和α∞与t无关，△t是恒定的温度间隔，所以上式的第二项为常数，可简化为：
ln(α t − α t+∆t ) = −K1t + c
七．思考题
1.实验中，我们用蒸馏水来校正旋光仪的零点，蔗糖转化反应过程所测的旋光度是否需要零点 校正？为什么？
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蔗糖水解反应速率常数的测定
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旋。随着蔗糖的水解，体系的旋光度逐渐由右旋减小到零继而变成左旋。为方便起见，下面推 导中浓度以摩尔浓度表示（不影响结果）。
蔗糖水解反应速率常数的测定_2
大学化学实验II实验报告——物理化学实验学院：化工学院专业：班级：
数据处理：
反应的速率常数k=0.052
因k=0.052，有公式有半衰期为：=㏑2/k＝0.693/k =0.693/ 0.052=13.33min
问题讨论：
1、蔗糖水解反应过程中是否必须对仪器进行零点校正？为什么？
答：不是必须。
因为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。
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，仪器精度误差可以抵消不计，故若不进行零点较正，对结果影响不大。
2、蔗糖溶液为什么可粗略配制？
问题讨论
答：蔗糖水解为一级反应，反应物起始浓度不影响反应速度常数，又因为蔗糖浓度大用量较及
多，量值的有效数字位数较多，故不需要精确称量，只要用上皿天平称量就可以了。
误差分析
3、蔗糖的水解速率常数和哪些因素有关？
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。
误差分析：
由计算可得相对误差较小，实验较成功。
可能存在的误差为：
1、.以盐酸流出一半为反应开始计时，由于无法准确判断，所以导致反应时间存在误差。
2、旋光管内存在少许气泡，导致读数存在误差。
成绩：指导教师签
2013 年月日。
蔗糖水解反应速率常数的测定
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：612661262112212O H C O H C O H O H C H +−→−++ （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。
在催化剂H +浓度固定的条件下，这个反应是一个二级反应。
但是，此反应中水大量存在，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，动力学方程式为：kc dtdc =-， 积分后得 kt c c t=0ln 或 0ln ln c kt c t +-= （2） 式中c 0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ln (αt－α∞)对t 作图，可得一直线，由直斜率即可求出反应速率常数k 。
然而，由于反应是不断进行，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其生成物都具有旋光性，而且它们的旋光能力不同这一特点，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。
蔗糖及其水解产物均为旋光物质，在反应进行过程中，如以一束偏振光通过溶液，则可观察到偏振面的转移。
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光度，以α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。
当其它条件均固定时，旋光度α与反应物浓度c 呈线性关系，即：c βα= （3）式中β是与物质的旋光能力、溶液厚度、溶剂性质、光源的波长、反应时的温度等有关系的常数。
蔗糖水解速率常数的测定
蔗糖水解速率常数的测定一、引言蔗糖是一种重要的天然产物，广泛应用于食品、化妆品、医药等领域。
蔗糖水解是制备其他产品的关键步骤，因此对蔗糖水解速率常数进行准确测定具有重要意义。
本文将介绍蔗糖水解速率常数的测定方法。
二、理论背景蔗糖水解反应为：C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6该反应为一级反应，其速率方程为：r = k[C12H22O11]其中，r为反应速率，k为速率常数，[C12H22O11]为蔗糖浓度。
三、实验步骤1. 实验器材准备：取一定量的蔗糖和适量的水，在恒温搅拌器中进行溶解；准备pH计和温度计。
2. 实验条件设置：将恒温搅拌器的温度设定在40℃左右，并保持恒温；将pH设置在5.0左右。
3. 反应开始：将适量酵母加入溶液中，并开始计时。
4. 反应过程监测：每隔一定时间，取出一定量的反应液，用酵母浸膏停止反应，然后用pH计测定溶液的pH值。
5. 数据处理：根据反应过程中蔗糖浓度和反应时间的变化关系，计算出速率常数k。
四、实验注意事项1. 实验器材要干净、无杂质，以免影响实验结果。
2. 反应过程中需要严格控制温度和pH值，以确保实验结果准确可靠。
3. 取出反应液时要注意不要污染样品或破坏反应体系。
4. 实验结束后要及时清洗器材并妥善处理废液。
五、实验结果分析通过上述实验方法可以得到蔗糖水解速率常数k的测定结果。
该结果可用于指导工业制备过程中的蔗糖水解反应控制和优化。
六、结论本文介绍了一种简单易行的蔗糖水解速率常数测定方法。
该方法具有可靠性高、精度高等优点，在工业生产中具有广泛的应用前景。
蔗糖水解反应速率常数的测定
蔗糖水解反应速率常数的测定引言蔗糖是生活中常见的一种二糖，在产生甜味的同时也具有很高的营养价值。
在食品工业和医药工业中，蔗糖的应用广泛，能够作为甜味剂、保湿剂、防腐剂、药物载体等使用。
蔗糖同时也是生化反应中重要的底物，其水解反应可由多种酶催化完成。
研究蔗糖水解反应的速率常数，对于生物化学领域的进一步探索和应用具有重要意义。
蔗糖的水解反应可以由酸、碱和酶催化完成，其中酶催化的反应催化效率最高。
蔗糖的酶催化反应能使其在体内快速水解为葡萄糖和果糖，进而为机体能量供给。
蔗糖水解反应是一个典型的酶催化反应，对研究酶催化的底物特异性、反应过程、催化机理及酶活性等具有重要的参考价值。
本实验通过测定酶催化蔗糖水解反应的速率常数，探究酶催化反应的特性和规律。
实验方法1. 原料和试剂（1）蔗糖：化学纯，粉末状，净重10 g。
（2）葡萄糖酸酐酶：来源于大肠杆菌，50 U/mg，储存在-20℃中。
（3）甲基橙指示剂：化学纯。
（4）0.5 mol/L HCl：对照溶液。
2. 实验步骤（1）制备反应液：称取0.5 g蔗糖，加入5 mL 0.1 mol/L NaAc缓冲液中，摇匀均匀混合，制备出10 % 的蔗糖溶液。
（2）反应过程① 选取10 mL 10 % 蔗糖溶液，加入0.2 mL 0.1 mol/L NaAc缓冲液和0.1 mL 0.5 mol/L HCl，混合均匀后，才向其中加入0.1 mL 50 U/mg的葡萄糖酸酐酶，开始计时。
② 实验过程中加入甲基橙指示剂，当颜色由黄色变为橙色时，反应终止，计算反应时间。
（3）对照实验对照实验组二：取10 mL的10 % 蔗糖溶液，加入0.2 mL NaAc缓冲液和0.1 mL 0.5 mol/L NaOH。
与实验组一相同，加入甲基橙指示剂。
记录反应时间。
3.数据处理反应速率常数 K 的公式如下：K = (1/ t) ×ln[(A-B)/(A0-B)]其中：A为初始时刻的吸光度值，B为反应结束时的吸光度值，A0为对照实验组一的吸光度值，t为反应时间/min，ln为自然对数。
实验四 蔗糖水解
(3) 以 ln (αt -αt+△)对 t 作图，由直线斜率求出反应速率常数 k，并计算反应 的半衰期 t1/2。
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P5
反应速率常数 K=（2.12537-0.88045）/25=1.24492/25=0.0497968
t1/2=
ln 2/k
=
0.69314718/0.0497968 = 13.915125 ≈13.92
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α = KC
P2
（5）
关系，当其它条件一定时，旋光度α与反应物的浓度 C 有直线关系，即：
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。 实验中蔗糖为右旋物质，比旋光度 D = + 66.6°，生成物葡萄糖也是右旋
20
物质， 其比旋光度 D = + 52.5° ， 但果糖是左旋物质， 其比旋光度 D = - 91.9° ，
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P4
60℃水浴上加热 30 分钟，其间震荡数次，冷却至室温，测其旋光度即为α∞。水 浴温度不可过高，否则发生副反应，溶液颜色变黄，加热过程中避免溶液蒸发， 蔗糖的浓度改变，影响α∞的测定。 五、实验注意事项 1. 测量旋光度时，测量管中间不能有气泡，要把气泡赶到样品管的凸颈处。 2. 实验完毕一定要洗净样品管并擦干，以免酸腐蚀样品管的金属旋盖。 六、数据记录和处理 1. 数据记录 室温（即反应温度） ：23℃ 2. 数据处理
0 CA
0
K反 K生
Hale Waihona Puke K （ 0 ） K （ t ）
（9）
0 CA
t
K反 K生
（10）
将（9） 、 （10）两式代入（2）得：
实验十二蔗糖水解反应速率常数的测定
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。 实验原理
蔗糖是从甘蔗内提取的一种纯有机化合物，也是和生活关系最密切的一 个天然碳水化合物，它是由 D-(-)-果糖和 D-(+)-葡萄糖通过半缩酮和半缩醛
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：
[ ]2D0
l
100 CA
[ ]2D0右上角的20表示实验时温度为200C, 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), CA为浓度(g /100ml).
反应物蔗糖是右旋性物质，其比旋光度[α]D20=66.6o；生成物中葡萄
将样品管放入旋光仪中，每 2 分钟测一次旋光度的值，20 分钟后，改为每 5
分钟测一次旋光度的值，至 80 分钟，实验结束。
7.把剩余的水解反应液，放在单孔电热恒温水浴锅中，在 50~60℃条件下恒 温 50 分钟，然后移到超级恒温器中恒温 20 分钟。 8.方法同上。测定完全水解的旋光度的值即α∞
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 （1）
式中：C0 为反应开始时反应物浓度。
当C
1 2
C0时，
时间t可用t 1 表示，
2
即为反应半衰期 ：t
1 2
ln 2 K
因为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变化来
度量反应进程。本实验通过测定反应液的旋光度来求得蔗糖水解反应的速率
测定蔗糖水解反应的速率常数
六、注意事项
1. 旋光管盖只要旋至不漏水即可，过紧旋钮会造成 损坏或因玻璃片受力产生应力而致使有一定假旋光。 2. 旋光仪中的钠光灯不宜长时间开启，测量间隔较 长时，应熄灭，以免损坏。 3.实验结束时，应将旋光管洗净干燥，防止酸对其腐 蚀。 4.温度对反应速度影响较大，所以整个过程应保持恒 温。用水浴加热反应液测α∞时，温度不宜过高， 以免产生副反应，溶液变黄。 5.根据反应温度，可适当增加HCI的浓度，以缩短反 应时间。
2.开启旋光仪,打开光源开关,钠灯亮,经15分钟预热
后使之发光稳定。 3. 打开光源开关，若光源开关扳上后，钠光灯熄灭, 则将光源开关重复拔动1～2次,使钠灯在直流下点亮 为正常。
4.按测量开关,仪器进入待测状态。将装有蒸馏水或 空白溶液的旋光管放入样品室,盖好箱盖,待显示读数 稳定后,按清零钮完成校零。
H+
由于蔗糖液较稀，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，该反应可视 为一级反应（动力学中称之为准一级反应），表示为：
ln c kt ln c0
半衰期为：
ln 2 0.693 t1 k k 2
五、数据记录和处理
1. 将所测的实验数据按下列表格记录
实验温度：______ ℃；α∞ _______
t/min
α
t
α
t
-α
∞
lg(α
t
-α
∞)
2. lg(αt -α∞)对t作图，从直线斜率分别求出两 温度时的速率常数k(T1)及k(T2)，并求出两温 度下的反应半衰期。 3. 从k(T1)及k(T2)利用Arrhenius公式求其平 均活化能Ea。
实验十二_蔗糖水解反应速率常数的测定
实验十二_蔗糖水解反应速率常数的测定引言蔗糖是一种重要的食糖，在生产和加工中有广泛的应用。
蔗糖在水溶液中可以发生水解反应，产生葡萄糖和果糖。
蔗糖水解反应是一个典型的二级反应，其反应速率常数（k）可以描述反应速度的快慢程度。
本实验将通过测定蔗糖水解反应的反应速率常数，探究其反应动力学特征。
实验目的1. 理解化学反应速率常数的定义及作用。
2. 掌握用物理化学方法测定反应速率常数的原理、方法及技巧。
3. 分析蔗糖水解反应的动力学特征。
实验原理蔗糖水解反应的反应式为：C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6该反应是一个典型的二级反应，其速率方程可以表示为：rate = k [sucrose][H2O]，其中k为反应速率常数，[sucrose]为蔗糖的浓度，[H2O]为水的浓度。
实验方法1. 实验前准备（1）制备1.0mol/L的蔗糖溶液。
将1.0g的蔗糖加入100mL的高锰酸钾溶液中进行氧化，使其完全分解，加入适量的乙醇，然后加入去离子水至100mL，即得到1.0mol/L的蔗糖溶液。
（2）制备0.10mol/L的盐酸溶液。
取0.40mL的1mol/L的盐酸加入100mL的去离子水中，稀释至100mL，即得到0.10mol/L的盐酸溶液。
（3）准备装置。
将反应瓶和温度计清洗干净，装置反应瓶和磁力搅拌器，调节搅拌器的适当转速。
2. 实验操作（1）测定水的密度。
取适量的水，密度计测定水的密度。
（2）加入试剂。
取200mL的蔗糖溶液和50mL的盐酸溶液，加入反应瓶中，加入适量的去离子水，使得总体积为400mL。
（3）调节反应温度。
使用水浴将反应瓶置于恒温槽中，将恒温槽的温度调节至40℃，等待反应温度达到稳定状态。
（4）开始反应。
在反应瓶中加入适量的硫酸，调节反应溶液的pH在4-5之间，然后加入适量的酶，开始反应。
记录反应开始时的时间。
（5）记录数据。
每隔1分钟，用保险筒吸取1.0mL的反应液，加入试管中，立即加入5mL的水和5mL 的米饭汤油，利用比重瓶测定反应液中蔗糖的浓度。
蔗糖水解反应速度常数的测定
乐山师范学院化学学院物理化学实验报告姓名：何雪学号：10310286班级：10级应用化学班实验题目:蔗糖水解反应速度常数的测定平均室温：11.20 ℃平均气压：98.09 Kpa 同组人：李媛会、曹礼玲、王璠、姚宣丞日期：2012/11/26一、实验目的1. 根据物质的光学性质研究蔗糖水解反应，测定其反应速度常数。
2. 了解旋光仪的基本原理、掌握使用方法。
二、实验原理1. 蔗糖在水中水解成葡萄糖与果糖，其反应为：C12H22O11(蔗糖)＋H2O → C6H12O6(葡萄糖) ＋C6H12O6(果糖)为使水解反应加速，常以酸为催化剂，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，在H+浓度固定的条件下，这个反应本是二级反应，但由于反应中水是大量的，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改变，故此反应可视为一级反应。
其动力学方程为：- dc/dt = kt（1）式中c为时间t时的反应物浓度，k为反应速率常数。
积分得：lnc=－kt + lnc0 （2）c0为反应开始时蔗糖的浓度。
当c= c0/2时，对应t可用t1/2表示，即为反应的半衰期，得一级反应的半衰期为：t1/2= ln2 / k =0.693 / k （3）2.蔗糖及其水解产物，都具有旋光性，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行。
反应时间为0、t、∞时溶液的旋光度各为α0、αt、α∞。
其具体关系为：()()∞∞-+⋅-=-ααααοIn t k In t （4）以()∞-ααt In 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 。
三、仪器与试剂1.仪器旋光计 1台； 旋光管 1支； 恒温槽 1套； 台秤 1台； 停表 1个 ； 容量瓶（100ml ） 1个；移液管（25ml ）2支； 锥形瓶 1个； 烧杯 1个；2.试剂HCl 溶液（2mol/L ）； 蔗糖 20g ； 蒸馏水。
蔗糖水解反应速率常数的测定PPT教学课件
更定 毳衣 雾凇 沆砀
gēng
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朗读课文,读出味道.
注意感情基 调.细微变
第一段:独往 湖心亭看雪
第二段:大喜 曰:焉得湖中 更有此人
自读课文， 疏通文句 并质疑。
同桌之 间讨论交 流，质疑 解难。
积累文言字词： 是日更定（ 这
古代计时单位，一夜
）（分五更，美更约两小 时
旋光法测定蔗糖水解反应 速度常数
主讲 艾华林
学习 要求
●学会圆盘旋光仪的使用方法
●掌握旋光法测定化学反应速度常数的实验 原理 ●在指定温度下，用旋光法测定蔗糖在 酸 性环境下水解反应的速度常数
一、圆盘旋光仪的构造和使用
会使用仪 器么？
Why?
圆盘旋 光仪
●圆盘旋光仪的构造
旋光仪主要由起偏振 器和检偏振器两部分 组成。
●圆盘旋光仪的读数
零视场
0
10
10
20
15
30
40
20
50
左读数 α=8.84
50
20
40
30
15
20
10 0
10
右读数
α=8.82
平均值α=8.83
160
0 10
165
20 30
40
170
50
左读数 α=-21.12
50
170
40
30
165
20
10 0
160
右读数 α=-21.08
平均值α=-21.10
方法 恒温、定时用旋光法测量体系的旋光度。
实验内容
实验 ●测量25℃时，蔗糖在酸性环境中 目的 的水解反应速度常数。
蔗糖水解反应速率常数的测定
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.了解旋光仪的基本原理、掌握使用方法。
二、实验安排2人一组，一批10～15人，实验时间4小时。
三、实验原理蔗糖在水中水解成葡萄糖和果糖的反应为612661262112212O H C O H C O H O H C H +−→−++蔗糖（右旋） 葡萄糖（右旋）果糖（左旋）为使水解反应加速，反应在酸性介质中进行，以O H 3作催化剂。
反应中水是大量的，与蔗糖浓度相比，可以认为它的浓度没变，故反应可视为一级，其动力学方程为： kc dt dc =-kt C C t =0ln 积分得 t C C t k 0lg 303.2=或当02/1C C =时，反应的半衰期为k t 2ln 2/1=蔗糖及其水解产物均为旋光物质，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，旋光度与浓度成正比，且溶液的旋光度具有加和性。
若反应时间为∞,,0t 时溶液的旋光度各为∞ααα,,0t ，则溶液浓度与旋光度的关系为：)(00∞-=ααK C)(∞-=ααt K C代入上式，可得：∞∞--=ααααt t k 0lg 303.2 将上式改写成： )lg(303.2)lg(0∞∞-+⋅-=-ααααt k t显然，以)lg(∞-ααt 对t 作图可得一条直线，由直线的斜率即可求得反应速率常数k 。
四、仪器药品旋光仪 1台； 秒表 1个容量瓶（50ml ） 1个； 锥形瓶（100ml ） 2个天平 1台； 移液管（25ml ） 2支烧杯（100ml , 500ml 各1个3mol /LHCl 溶液， 20%蔗糖五、实验步骤1.开动旋光仪预热15-20分钟后开始测定。
2.用自来水洗旋光管（3次），再用蒸馏水洗（3次），然后装满蒸馏水，放入旋光仪暗室中调零点。
3.用移液管取25ml 的蔗糖水溶液于100ml 锥形瓶中，再用另一支移液管吸取25ml3mol/l 盐酸（25ml 移液管滴入一半时开始计时），注入已装满蔗糖水溶液的锥形瓶中，同时记录时间，把溶液摇匀。
一师一优课教案-蔗糖水解反应速度常数的测定-
九、讨论一
在蔗糖水解反应中，H+的作用是加速反应的进行，一般来说，当H+浓度较低时，水解反应速度常数k正比于H+浓度，但H+浓度较高时，k与H+浓度不成正比关系。并且不同的酸（如HCl、HNO3、H2SO4、HAC），由于电离程度不同，即使酸的浓度相同，水解反应的速率也不同。因此由水解速度可求出两酸中H+活度的比，并且如知道一种酸的活度，就可求出另一种酸的活度。
实验小结二
通过此次实验我掌握了旋光仪的使用方法，了解了反应物浓度与旋光度之间的关系，并测定了蔗糖转化反应的速率常数和半衰期。
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。
参考下面的实验原理
实验原理
蔗糖在水中转化成葡萄糖与果糖，其反应式为：
C12H22O11+H2O C6H12O6 + C6H12O6
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。
教学重点
掌握旋光仪测蔗糖水解反应速率常
教学难点
无
教具和媒体使用
板书和电脑
教学方法
讲授法、演示法、练习法（学生独立操作）
教
学
过
蔗糖水解反应速率常数测定实验精选报告
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)依照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)认识旋光仪的基根源理，掌握其使用方法。
二、实验原理蔗糖在水中转变为葡萄糖与果糖，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，但能够为其没有改变。
因此，在必然的酸度下，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－dc=KC dt积分后：ln CO =Kt或㏑C=－k t+㏑C。
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。
从上式中能够看出，在不同样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。
可是反应是不断进行的，要迅速解析出某一时辰反应物的浓度比较困难。
但依照反应物蔗糖及生成物都拥有旋光性，且他们的旋光性不同样，可利用系统在反应过程中旋光度的改变来量度反应的进度。
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∞）因此能够得出：㏑（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。
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蔗糖水解反应速率常
数的测定
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：
612661262112212O H C O H C O H O H C +→+
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：
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：该反应的半衰期与k 的关系为：
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：
[]t D C L αα⋅⋅=
或 KC =α
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 α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[]020
65.66=D 蔗α；生成物中葡
萄糖也是右旋性物质，其比旋光度[]020
5.52=D 葡α；但果糖是左旋性物质，其比
旋光度[]020
9.91-=D 果α。
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。
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：
00C k 蔗糖=α （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： ()0C k k 果葡+=∞α （2）
当t=t 时，溶液中有蔗糖、果糖和葡萄糖，此时旋光度为： ()()t t t C C k k C k -++=0果葡蔗糖α (3） 经数学处理得：
()()[]果葡蔗糖k k k C +--=∞αα00 （4）
()()[]果葡蔗糖k k k C t t +--=∞αα （5） 即得： ()()∞∞-+-=-αααα0ln ln kt t
三、仪器与试剂
旋光仪（1台）；50ml 容量瓶（1个）；5mL 移液管（1支）；25ml 移液管（1支）；锥形瓶（3个）；恒温水水浴（1台）；秒表 （1个）；蔗糖；分析台秤（1台）；蔗糖；HCL 溶液（2mol/L ）。
四、实验步骤 1．溶液配制：
称取10克蔗糖放在烧杯中，加蒸馏水溶解，移至50ml 容量瓶，加水稀释至刻度。
用25ml 移液管移取蔗糖溶液于2个锥形瓶，准确加入5ml 2mol/L 的HCl 溶液，按下秒表开始计时（注意：秒表一经启动，勿停直至实验完毕）。
将其中一份放入恒温水浴中加热，另一份用另一个锥形瓶相互倾倒2~3次，使溶液混合均匀。
2. t α测定：
迅速用反应混合液将旋光管管洗涤1次后，将反应混合液装满旋光管，擦净后放入旋光仪，测定规定时间的旋光度。
反应前期可2min 测一次，反应速度变慢后可5 ~10min 测一次，测至60min 即可。
3. ∞α的测量：
将放入恒温水浴中加热的溶液使反应充分后拿出，冷却至室温后测定体系的旋光度。
五、实验数据记录和处理
室温： 22.4C ο 大气压： 101.36 KPa 反应温度： 22.4C ο HCl C = 2 1-L mol ⋅ ∞α= -4.67
表1 蔗糖反应液所测时间与旋光度数据
()min t
4 6 8 10 1
5 20 30 40 50 60
t α
12.55 12.36 12.26 12.01 11.49 10.79 9.58 7.63 5.84 4.01
()∞-ααt ln 2.846 2.835 2.829 2.814 2.783 2.738 2.657 2.510 2.352 2.161
根据上表数据，算出相应的ln(αt -α∞)的数值计入表格，并以In(αt -α
∞
)对t 作图。
图1
()t
t ~ln ∞-αα
由线性拟合得到：
() 2.93779
0.01174ln +-=-∞t t αα
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
2
1t
即： 0.01174--=k
则速率常数： 1
2min 10174.1--⨯=k
半衰期： min
04.592ln 21==k t
六、思考题
1. 蔗糖水解反应速率常数和哪些因素有关？ 与反应温度和反应活化能有关
2. 反应开始时，为什么将盐酸倒入蔗糖溶液，而不是相反？ 因为盐酸与蔗糖溶液反应是个放热的过程，盐酸的比重比蔗糖溶液的比重 大，如果将蔗糖溶液倒入盐酸中会由于热量不能及时散发而发生溶液飞溅。
3. 记录反应开始的时间迟点或早点，是否影响值的测定？ 影响值的测定。