蔗糖的水解

六．数据记录及处理
1.数据记录 室温：
t / min
t
5
10
15
20
25
30
℃ 大气压： Pa
t / min
t
35
t t
ln(t t )
40
45
50
55
60
2.以ln(at - at+△ )对t作图,由图所得直线斜率求速率反应 常数和半衰期，需要注明反应条件。
七.实验结果与讨论
⑴结果：实测值为Ｋ= ⑵计算实验偏差： ⑶分析产生偏差的原因： ⑷有何建议与想法？
2.样品管洗涤及装液时要保管好玻璃片和橡皮垫圈，防止摔碎 或丢失；
3.配制蔗糖溶液时要注意使蔗糖固体全部溶解，并充分混均溶 液；
4.测定α∞时，要注意被测样品在50~60℃条件恒温50min后 (但不能超过60℃，否则有副反应发生)，移到超级恒温器中再 恒温20min；
5.必须对旋光仪调零校正，若调不到零，需要进行数据校正。
C12H22O11 + H2O H+ C6H12O6 + C6H12O6
蔗糖（右旋）
果糖（左旋） 葡萄糖（右旋）
比旋光度：[ ]D20 66.6o [ ]D20 91.9o [ ]D20 52.5o
一定条件下，旋光度与反应物浓度线性相关。
＝Kc (7-43)
K:比例常数
旋光度与比旋光度的关系：
5g蔗糖＋25ml容量瓶
定容25毫升溶液 ＋
每5分钟记录一次 数据 共一个小时
混合，装入旋 25ml 4.0mol.L-1
光仪样品管， 放入旋光仪
盐酸溶液，计时
测定完全水解的 旋光度即α∞
装入旋
剩余反应液在
光仪样品管， 50~60℃恒温50
放入旋光仪
分钟
五.注意事项：
1.装上溶液后的样品管内不能有气泡产生，样品管要密封好， 不要发生漏液现象；
样品管：
样品管放置处调节旋光度数值旋钮
3.实验步骤
1.了解旋光仪的结构、原理和使用方法
小孔光栅 偏振镜Ⅰ 磁旋线圈
滤色片
样品管
偏振镜Ⅱ 光电倍增管
物镜
计数器
蜗轮 蜗杆
电机
功率 放大器
选频 放大器
前置 放大器
自动高压
自动旋光仪工作原理示意图
手动旋光仪的使用方法
2. 用蒸馏水校正旋光仪的零点。 3. 测定反应过程中反应体系的旋光度αt。
[]lc
10
l:样品管长度/cm
(7-44)
c:质量浓度/g.mol-1
反应体系在初始旋光度（t=0）
0 K反cA0 K生cA0
反应物的比例常数 生成物的比例常数
反应体系在反应过程中（t时刻）的旋光度
t K反cA K生（c反－K生
＝K '(0
附录
温度和盐酸浓度对蔗糖水解速率常数K的影响
K×103/min-1
K×103/min-1
K×103/min-1
HCl/mol·L-1
25 ℃(298.15K) 30 ℃(308.15K) 35 ℃(318.15K)
0.0502
0.4169
1.738
6.213
0.2512
2.255
0.4137
4.043
△可选为半衰期的23倍，或反应接近完成时间的一半。本实验可取为30min,每5min 取一次读数。
4.仪器及试剂
1.仪器 旋光仪1台、25 mL容量瓶1个、 25 mL移液管1支、电子天平1台，100 mL锥形瓶2个 2.试剂
4 mol/L盐酸、蔗糖（分析纯）
旋光仪示意图 焦距调节旋钮
钠光灯源
三分视场观察窗口 示数刻度窗
蔗糖水解速率常数 的测定
张军锋
1.实验目的
➢ 测定蔗糖水解反应的反应速率常数和半衰期。
➢ 了解旋光仪的基本原理，掌握使用方法。
2.实验原理
C12H22O11 + H2O H+ C6H12O6 + C6H12O6
蔗糖（右旋）
果糖（左旋）葡萄糖（右旋）
r
dc蔗糖 dt
k 'c蔗糖cH 2 O
kc蔗糖
)
cA
t
K反－K生
＝K '(t
)
(7-48) (7-49)
将（7-48）（7-49）代入（7-41）
ln(αt-α∞)= -kt +ln(α0-α∞)
lg(t
)
lg(0
)
k 2.303
t
k
(7-50)
t1/2
lg(t
)
lg(0
)
k 2.303
t
(7-50)
把时间t和t+△（△代表一定时间间隔）测定的a分别用at和at+△表示
0.9000
11.16
1.214
17.455
注：蔗糖溶液的浓度均为10% 活化能Ea=108kJ/mol
9.355 17.00 46.76 75.97
35.86 60.62 148.8
at-α∞＝（a0-α∞）e-kt
at+△ -α∞＝（a0-α∞）e-k(t+ △)
at - at+△ ＝（a0-α∞）e-kt（1- e-k△）
ln(at - at+△ ) =－kt +ln[（a0-α∞）（1- e-k△）] （7-51）
只要保持△不变，右端第二项为常数，以ln(at - at+△ )对t作 图所得直线斜率即可求出 k。
cH2O>>c蔗 准一级反应
ln cA
kt
ln
c
0 A
(7-41)
t 时刻蔗糖浓度 反应速率常数
t= 0 时刻蔗糖浓 度
反应的半衰期：反应物浓度降低为其初始 浓度一半时所需要的时间。
t1/ 2
ln 2 k
0.693 k
(7-42)
蔗糖及其转化产物均具有旋光性，可利用反 应过程中体系的旋光度变化来度量反应进程。
八. 思考题
（1）实验中先用蒸馏水校正旋光仪的零点，在 蔗糖转化反应过程中所测的αt 是否需要零点 校正？为什么？
（2）为什么可以用粗天平和量筒配蔗糖溶液？
（3）改变蔗糖溶液的初始浓度和催化剂盐酸的 浓度对测量出的速率常数k和半衰期t1/2值 有无影响？为什么？
（4）在混合蔗糖溶液和盐酸溶液时，是将盐酸 溶液加到蔗糖溶液中，可否将蔗糖溶液加 到盐酸溶液中？为什么？