蔗糖转化反应动力学 实验报告
一级反应一蔗糖的转化的实验报告
一级反应一蔗糖的转化的实验报告
一级反应是生命科学、化学和工程领域常见的一个重要概念，其关注的是系统中某个反应物质浓度随时间变化的规律。在生化反应和工业生产中，一级反应经常被用来描述某些定量过程，蔗糖的转化就是其中之一。本实验旨在探究蔗糖一级反应的转化情况，包括反应速率和速率常数等方面的问题。
实验设备和材料
* 转化胆汁：1升
* PC蔗糖：1克
* AG02：20毫升
* 过早收获液：100毫升
* 加压过滤器：1个
* 精密滴定管：1个
* 收集瓶：3个
* pH计：1个
实验步骤
1. 将1克蔗糖加入1升转换胆汁中，摇匀溶解。
2. 取10毫升反应液，加入20毫升AG02，混合均匀。
3. 将混合物加入加压过滤器中，并将其压入过早收获液中。
4. 将过滤器中的反应产物按1小时为一段，分别采样得到6个数据点。
5. 显微镜下观察汁液的pH值，确认反应结束。
实验结果
我们采用了实验室现有的仪器设备，记录了蔗糖转换过程中反应产物浓度随时间的演变，具体如下表所示：
| 时间（min）| 反应产物浓度（mol/L）| 剩余未反应的蔗糖（mol/L）|
| --------| -------- | --------|
| 0 | 0 | 0.1|
| 60 | 0.015 | 0.085|
| 120| 0.008 | 0.077|
| 180| 0.006 | 0.073|
| 240| 0.004 | 0.069|
| 300| 0.003 | 0.068|
根据上述数据，我们可推断出反应的速率和速率常数。
反应速率（V）如下所示：
$$ V = -\Delta [S]/\Delta t $$
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= 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：
蔗糖的转化实验报告
蔗糖的转化实验报告
转化实验报告
实验日期：2020年3月11日
实验项目：蔗糖的转化实验
实验目的：探究蔗糖转化为酒精的可行性
报告人：李晓晨
实验准备材料及设备：
1.实验容器：500毫升的塑料实验瓶
2.原料：蔗糖粉末
3.菌种：酒精芽孢杆菌
4.培养基：蔗糖溶液（蔗糖浓度为0.8克/毫升）
5.其他：恒温器、移液器、琼脂糖、培养瓶盖
实验步骤：
（1）将500毫升的塑料瓶加满蔗糖溶液；
（2）将酒精芽孢杆菌通过移液器倒入容器中；
（3）将其放入上述恒温器中维持恒温（20摄氏度）；
（4）每天检查液体的变化，每三天做一次抽样检测；
（5）根据检测结果细调实验参数，调整温度，检查溶解度以及调节发酵过程的PH值等；
（6）直到最终的发酵过程结束。
实验结果：
经过十天的发酵过程，发现最终的液体中有较高的酒精浓度，且
可喝。从0.8克/毫升的蔗糖浓度转化得到大约15度的酒精，说明蔗糖可以转化为酒精。
总结：
通过本次实验，证明蔗糖可以通过酒精发酵转化为酒精。实验过程中，温度，溶解度以及PH值等各方面的参数调节都很重要，这些因素决定了最后的转化成果。
蔗糖转化反应动力学实验报告
蔗糖转化反应动力学
姓名 学号 班级 实验日期
1 实验目的
(1) 测定蔗糖水溶液在酸催化作用下的反应速率常数和半衰期。 (2) 学习旋光度测量方法及在化学反应动力学研究中的应用。
2 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： ()()
果糖葡萄糖612661262112212O H C O H C O H O H C H +→++
水解反应中，水是大量的，虽然有部分水分子参加了反应，但与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，故反应速率只与蔗糖浓度有关，可视为一级反应，其速率方程为：kc dt
dc
=- 积分上式得：kt c
c =0
ln
反应的半衰期与反应速率常数的关系式为：k
k t 693
.02ln 2
1==
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。
当其它条件不变时，旋光度与物质浓度成正比，即AC =α 蔗糖是右旋物质，产物中葡萄糖也是右旋物质，果糖是左旋物质。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。
一级反应蔗糖的转化实验报告
一级反应蔗糖的转化实验报告实验报告：一级反应蔗糖的转化
一、实验目的
本实验的目的是通过观察蔗糖在一级反应条件下的转化过程，了解一级反应的基本原理以及通过实验数据计算反应速率常数和半衰期等物理量，从而深入理解化学动力学的相关知识。
二、实验原理
一级反应是指只包含一个反应物的反应，反应速率只与反应物的浓度有关。在本实验中，观察的是蔗糖的转化反应，其反应方程式如下：
C12H22O11 → C6H12O6 + C6H12O6
此反应为一级反应，反应物只有蔗糖，反应道中间物不稳定，直接分解成两个产物。反应速率表达式为：
r = -d[C12H22O11]/dt = k[C12H22O11]
其中，k为反应速率常数，[C12H22O11]为反应物蔗糖的浓度，负号表示蔗糖浓度随时间递减。
三、实验步骤
1. 取一定量的蔗糖粉末称量，溶解在一定体积的蒸馏水中，摇
晃均匀。
2. 取1ml以上的蔗糖溶液分别加入升定好的试管中，成为初始
浓度不同的反应体系。
3. 将试管放入恒温水浴中，升温至一定温度，开始计时。
4. 每隔一定时间取出一只试管，立即用冷水冷却，停止反应。
5. 取出反应液吸入分光光度计中，测定其吸光度。
6. 根据标准吸光度曲线，计算出反应液中蔗糖的浓度。
7. 按时间画出蔗糖浓度随时间变化的曲线，计算出反应速率常
数k和半衰期t1/2等反应动力学物理量。
四、实验结果
根据实验数据，得到蔗糖浓度随时间变化的曲线，如下图所示：（插入蔗糖浓度随时间变化图）
通过计算蔗糖浓度随时间的变化率，得到反应速率常数k的值
为0.0157/min。根据反应速率表达式，可知半衰期t1/2=ln2/k，计
实验十一 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，掌握旋光仪的使用方法。
二．实验原理
蔗糖在水中转化成葡萄糖和果糖，反应式如下：
C12H22O11+H2O → C6H12O6 + C6H12O6 (1)
（蔗糖，右旋）（葡萄糖，右旋）（果糖，左旋）
为使水解反应加速，常以H+为催化剂，故在酸性介质中进行。此反应的速度与蔗糖浓度、水浓度和催化剂H+浓度。因此反应中水大量存在，且在终点时仍有水，故此反应可视为一级反应，动力学方程为：
－dc
dt= kc 积分后得：ln
c0
c t= kt 或ln c t =－kt + ln c0(2)
式中，c
为反应开始的浓度，c为时间t的蔗糖浓度，k为水解反应时的速度常数。
从（2）式可看出在不同的时间测定反应物的农地，并以ln c t对t作图得一直线，由直线斜率即可求出反应速率常数k。
由于蔗糖是右旋的，水解混合物是左旋的，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。当其他条件固定时，旋光度α与反应物浓度c 呈线性关系：α = βc （3）式中β与物质的旋光能力、溶液厚度、溶剂性质、光源波长、反应温度等有关系的常数。物质的旋光能力用比旋光度【α】来表示。蔗糖是右旋性物质，葡萄糖也是右旋性物质，果糖是左旋性物质，它们的比旋光度为：
【α
蔗】D20℃= 66.65°，【α
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
、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。
、实验原理 蔗糖在水中水解成葡萄糖的反应为：
C 12H22Q 1+H0f C 6H12O 6+C3H12O 6
蔗糖 葡萄糖 果糖
为使水解反应加速，反应常以为催化剂，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：
2.元成下表：d 比=-1.913
lnC=-kt+lnC 0 （1）
式中：G 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。
11/2= l n2/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InC
与t 的关系。在蔗糖水解反应中设P 1、P 2、P 3分别为蔗糖、葡萄糖和果 糖的旋光度与
浓度的比例常数
GzHLOH 蔗糖）+H 20T C 6H2Q （葡萄糖）+C 6H 2Q （果糖）
C 0 P 1 C P 1 2、 t=0 t=t P 3 t= oo
0 (C-C o ) P 2 0 (C-C o ) P 3 a = C0 P 1 a t =CP 1+( C-C 0) P 2+ ( C-0 由以上三式得: a o = P 260+
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 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：
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
旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验报告
实验八旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数
【目的要求】
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，计算反应的半衰期，并根据阿伦尼乌斯公式求算蔗糖转化的活化能。
2、了解旋光仪的基本原理、掌握使用方法。
3 了解一级反应速率公式及动力学特点，熟悉准一级反应的速率公式。
【基本原理】
蔗糖在水中水解成葡萄糖与果糖的反应为
C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6蔗糖葡萄糖果糖
为使水解反应加速，反应常常以H3O+为催化剂，故在酸性介质中进行，本实验采用2M HCl。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
令蔗糖开始水解反应时的浓度Ｃ０，水解到某时刻时的蔗糖浓度为Ｃt，对上式进行积分得：
lnC0/Ct = k t
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。量度旋光度的仪器为旋光仪，当温度、波长及溶剂一定时，旋光度的数值为：
蔗糖转化反应动力学 实验报告
蔗糖转化反应动力学
姓名： 学号： 班级：
1 实验目的
1) 测定蔗糖水溶液在酸催化作用下的反应速率常数和半衰期。
2) 了解旋光度的概念，学习旋光度的测量方法及在化学反应动力学研究中的应用。
2 原理
蔗糖在水溶液中的转化反应为
此反应是一个二级反应，在纯水中反应速率极慢，通常需要在H +
的催化作用下进行。当蔗糖含量不大时，反应过程中水是大量存在的，尽管有部分水分子参加了反应，仍可认为整个反应过程中水的浓度是恒定的。H +是催化剂，其浓度也保持不变。则此蔗糖转化反应可以看作是准一级反应，反应速率为
蔗果葡蔗kc dt
dc
dt dc dt dc ===-=υ
式中：k 为蔗糖转化反应速率常数，c 蔗 为时间t 时蔗糖的浓度。
当t ＝0时， kt c c
=蔗
蔗,0ln
当蔗蔗,02
1
c c =
时，相应的时间t 即为半衰期21t ，且
k
k t 6931
.02ln 21=
= 测定不同t 时的c 蔗可求得k 。在化学反应动力学研究中，要求能实时测定某反应物或生成物的浓度，且测量过程对反应过程没有干扰，本实验通过测量旋光度来代替反应物或生成物浓度的测量。
旋光性物质的旋光角
A
m
m αα=
式中：αm 为旋光性物质的质量旋光本领，与温度、溶剂、偏振光波长等有关；m 为旋光性物质在截面积为A 的线性偏振光束途径中的质量。由此式可得
Mlc Al
nMl
m m ααα==
M 为旋光性物质的摩尔质量，l 为旋光管的长度。当温度、溶剂、偏振光波长、旋光物质与旋光管长度一定时，将上式改写为
Ac =α
式中A 为常数。当旋光管中同时存在多种旋光性物质时，总的旋光角等于各旋光性物质旋光角之和。
旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数-实验报告
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
屮
C12H22O11（蔗糖）+H2OC6H1206（葡萄糖）+C6H1206（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：一dC/dt 二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：11/2=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，以口表示。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：
（六）
旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数
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。
蔗糖的转化实验报告
蔗糖的转化实验报告
蔗糖的转化实验报告
摘要：
本实验旨在研究蔗糖在不同条件下的转化过程。通过将蔗糖溶液与酵母菌发酵，观察其产生的气体和酒精量的变化，以及pH值的变化。实验结果表明，蔗糖
在酵母菌的作用下可以发生转化，产生二氧化碳和酒精。
引言：
蔗糖是一种常见的碳水化合物，广泛应用于食品和饮料工业。在生物学中，蔗
糖也是生物体能量的重要来源之一。本实验旨在探究蔗糖在酵母菌作用下的转
化过程，以及该过程对环境的影响。
材料与方法：
1. 蔗糖溶液：将适量的蔗糖加入适量的蒸馏水中，搅拌均匀，制备蔗糖溶液。
2. 酵母菌：选取活性高的酵母菌作为实验材料。
3. 实验器材：包括试管、试管架、温度计、pH计等。
4. 实验条件：温度恒定，pH值控制在一定范围内。
实验步骤：
1. 将蔗糖溶液倒入试管中，加入适量的酵母菌。
2. 将试管放置在恒定温度下，观察实验过程中的变化。
3. 使用pH计测量溶液的pH值，并记录下来。
4. 观察并记录实验过程中产生的气泡数量和酒精的生成情况。
结果与讨论：
在实验过程中，我们观察到蔗糖溶液与酵母菌发生了转化。随着时间的推移，
溶液中开始产生气泡，并伴随着酒精的生成。这表明蔗糖在酵母菌的作用下发生了发酵反应，产生了二氧化碳和酒精。
我们还测量了实验过程中溶液的pH值。实验开始时，溶液的pH值为中性。随着反应的进行，pH值逐渐下降，变得酸性。这是由于发酵过程中产生的酒精和二氧化碳的存在，使溶液中的酸碱平衡发生了改变。
实验结果表明，蔗糖在适宜的温度和酵母菌的存在下，可以被转化为酒精和二氧化碳。这一转化过程在食品和饮料工业中具有重要的应用价值。例如，啤酒的制作过程中就利用了蔗糖的发酵性质，使其转化为酒精。
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
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蔗糖转化反应动力学
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1 实验目的
1) 测定蔗糖水溶液在酸催化作用下的反应速率常数和半衰期。
2) 了解旋光度的概念，学习旋光度的测量方法及在化学反应动力学研究中的应用。
2 原理
蔗糖在水溶液中的转化反应为
此反应是一个二级反应，在纯水中反应速率极慢，通常需要在H +
的催化作用下进行。当蔗糖含量不大时，反应过程中水是大量存在的，尽管有部分水分子参加了反应，仍可认为整个反应过程中水的浓度是恒定的。H +是催化剂，其浓度也保持不变。则此蔗糖转化反应可以看作是准一级反应，反应速率为
蔗果葡蔗kc dt
dc
dt dc dt dc ===-=υ
式中：k 为蔗糖转化反应速率常数，c 蔗 为时间t 时蔗糖的浓度。
当t ＝0时， kt c c
=蔗
蔗,0ln
当蔗蔗,02
1
c c =
时，相应的时间t 即为半衰期21t ，且
k
k t 6931
.02ln 21=
= 测定不同t 时的c 蔗可求得k 。在化学反应动力学研究中，要求能实时测定某反应物或生成物的浓度，且测量过程对反应过程没有干扰，本实验通过测量旋光度来代替反应物或生成物浓度的测量。
旋光性物质的旋光角
A
m
m αα=
式中：αm 为旋光性物质的质量旋光本领，与温度、溶剂、偏振光波长等有关；m 为旋光性物质在截面积为A 的线性偏振光束途径中的质量。由此式可得
Mlc Al
nMl
m m ααα==
M 为旋光性物质的摩尔质量，l 为旋光管的长度。当温度、溶剂、偏振光波长、旋光物质与旋光管长度一定时，将上式改写为
Ac =α
式中A 为常数。当旋光管中同时存在多种旋光性物质时，总的旋光角等于各旋光性物质旋光角之和。
蔗糖、葡萄糖和果糖都具有旋光性，但旋光能力不同，因此，随着反应的进
行，蔗糖、葡萄糖、果糖的浓度发生变化，总旋光角也发生变化。蔗糖、葡萄糖为右旋，果糖为左旋。所以反应过程中右旋角不断减小，反应完毕时溶液呈左旋。
蔗糖水解反应过程中，不同时间t 时，反应物、生成物浓度为
61266126]
[H 2112212O H C O H C O H O H C +−−→−++
果
葡蔗蔗＝A A A c ---∞
αα0,0
果
葡蔗蔗＝A A A c t ---∞
αα
得
∞
∞
--==ααααt t c c t k 0
,0ln 1ln 1蔗蔗 )ln()ln(0∞∞-+-=-ααααkt t
以)ln(∞-ααt 对t 作图，则图为一直线，由直线斜率可求得蔗糖转化反应速率常数k 。 3 仪器和试剂
旋光仪
恒温槽
磨口塞锥形瓶（250ml ） 烧杯（100ml 、1000ml ） 移液管（50ml ） 蔗糖（A.R.） HCl 溶液
容量瓶（50ml ）
4 实验操作
1) 打开恒温槽，将设定温度调至55℃。
2) 配制溶液：10.0g 蔗糖用少量水溶解，注入50ml 容量瓶，稀至刻度。
3) 配制盐酸溶液50ml HCl 溶液（3.0mol ·dm -3
）于干燥、洁净的250ml 磨口塞锥形瓶中。 4) 将蔗糖溶液倒入另一干燥、洁净的250ml 磨口塞锥形瓶中，将50mlHCl 溶液迅速倒入蔗糖溶液中，同时开动秒表计时。两瓶应来回倒几次，使溶液倒尽，并加塞混匀。
5) 迅速取少量混合液洗涤旋光测试管两次，在测试管内装满混合液，用镜头纸将测试管两端玻璃片擦干，迅速放入旋光仪内，测量第一个数据α1 ，同时记录时间，测定α1尽量在3min 内完成。以后每隔2min 测一次。至少测量至旋光度为负值（左旋）。 6) 将剩余混合液置于55℃水浴内保温30min ，然后冷却至实验温度测α∞ 。 7) 所测旋光角为室温下值，取平均值。
8) 充分洗净测试管，擦净后放回仪器盒，以防酸蚀。洗净锥形瓶并晾干。
5 注意事项
1） 本实验用HCl 溶液作催化剂，如果HCl 溶液浓度改变，蔗糖转化速率也会变化。 2） 为了获得α∞，将溶液置于50~60℃的水浴内恒温，注意温度不能高于60℃，
否则会产生副反应。 3） 测试中有酸，旋光测定管使用后，应确保充分洗净，以防止金属部分腐蚀。
6 数据记录及处理
1）列表记录实验条件、时间t及相应旋光角αt，会出αt -t曲线。
2）以ln(αt-α∞)对t作图，根据（7）式斜率的反应速率常数k，并计算半衰期t1/2.
编号 1 2 3 4 5
时间/min 1.00 3.00 4.42 6.00 7.50
旋光角/度19.9 14.54 11.3 9.95 8.65
3.1875 2.9375 2.7491 2.6588 2.5634
6 7 8 9 10 11 12
8.50 10.00 11.33 12.50 13.50 15.00 16.50
7.55 6.45 5.56 4.78 4.1 3.1 2.4 2.4748 2.3776 2.2915 2.2093 2.1317 2.0055 1.9065
13 14 15 16 17 18 19
18.00 19.17 20.17 21.33 22.00 22.50 ∞
1.635 1.12 0.71 0.25 -0.1 -0.57 -4.33 1.7859 1.6956 1.6174 1.5216 1.4422 1.3244