【实验】【一级反应蔗糖酸催化转化反应】
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三、内容简介：
本实验在 H+催化的条件下进行蔗糖水解，并在旋光仪中测定体系实时的旋 光度αt，反应开始的 15mins 内，每隔 1min 测定一次，之后可加宽时间间隔， 直至旋光度到负值为止。此后将反应体系置于 50oC 恒温箱中反应完全并测定α∞
四、实验原理：
蔗糖在 H+催化的条件下进行水解反应：
答：蒸馏水的比旋光度为 0，固可用来校正零点。不需要。 2、在混合蔗糖溶液和盐酸时，顺序能反过来否？ 答：不能。如果慢慢将蔗糖溶液加入盐酸中，会使得加入的蔗糖在高浓度酸性 条件下相对快速地水解，而实验中的操作能避免混合充分前水解反应大幅度发生。
3、测定体系旋光度：按擦净旋光管，立即置于旋光仪中，测定时间 t 时的溶 液旋光度。第一个数据在 2min 时测定，反应开始的 15mins 内，每隔 1min 测定一次，之后可加宽时间间隔，直至旋光度到负值为止。测定时要迅速 并记录好时刻 t 和旋光度αt 。
4、α∞的测定：旋光管中反应液倒入锥形瓶，加塞后置于 50oC 恒温箱中反应
一、摘要：
蔗糖本身是右旋性物质，其催化转化生成的葡萄糖也是右旋性物质、果糖 是左旋性物质，本实验采用旋光法根据三者的旋光能力的差别结合体系旋光度 的变化历程来度量反应进程，并测定酸催化条件下蔗糖水解反应动力学参数： 反应速率常数 Kobs 和半衰期 t1/2。
二、关键词：
旋光度、反应速率常数、半衰期。
完全并测定α∞，测量三次取平均值。
5、结束：清理药品，整理仪器。
七、实验结果
(1）数据记录： α∞ = -4.183o
t/min
2 3 5 6 7 9 10 11 12 13
αt / o
9.4 11.45 9.55 9.7 7.1 7.15
7 7.05 6.1 6.2
αt -α∞/ o
13.58333 15.63333 13.73333 13.88333 11.28333 11.33333 11.18333 11.23333 10.28333 10.38333
体系旋光度从正值一直减小为负值，并达到左旋最大值α∞至反应结束。
时刻 t，蔗糖浓度为 C,旋光度为：
αt = αo c/co+α∞(co-c)/co
结合式（1），得：
ln（αt -α∞）= - Kobs t + ln（α0 -α∞） 测定αt 和α∞的值，作直线可求得 Kobs 。
五、仪器和试剂
旋光仪一台，超级恒温槽一台，旋光管一支，停表一块，25ml 移液管、10ml 移液管各两支，50ml 具特氟隆活塞滴定管两支，250ml 锥形瓶两个，50ml 量筒 一只，100ml 烧杯一只；
（3）结果分析：
直线斜率 K 为-0.0427，求得反应速率常数 Kobs =7.117X10-4，t1/2=973.93s。
操作无误的情况下，本次实验误差的产生可能原因有旋光仪测定旋光度时 读数缓慢导致读数和计时不同步，规避这一问题是减小误差的关键。
八、思考讨论：
1、为什么可以用蒸馏水来校正旋光仪的零点？蔗糖转化过程中是否需要 校正？
同济大学物理化学实验报告
实验名称：__一级反应---蔗糖酸催化转化反应__ 姓名： _________李健 ___________ 学号： ________1251654___________ 合作者： ________ 靳凯 ___________ 院系： ______材料科学与工程________ 专业班级：___材料科学与工程 2012 级 2 班___ 实验日期：________2014/4/29__________
C H O 12 22 11 + H20
(蔗糖)
———> C6H12O6 + C6H12O6
（葡萄糖） （果糖）
蔗糖转化反应实际上是一个八级反应，实验中 H20 和 H+ 均过量可认为浓度
不变，故速率方程可表示为：
-dC/dt=Kobs[C12H22O11 ]
其中 Kobs 为表观速率常数，故该反应可看作一级反应处理，则：
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8.883333 8.633333 7.783333 6.933333 7.583333 7.283333 7.183333 6.183333 6.183333 6.083333 6.133333 5.483333 5.383333 5.033333 4.383333 4.483333 4.683333 4.183333 3.183333 3.183333 2.733333 3.033333 2.883333 1.833333 1.483333
（2）数据处理：
ln（αt -α∞）对 t 作图得一直线：
2.184176862 2.15563068 2.051984695 1.936340698 2.025952857 1.985588633 1.971763528 1.8218575 1.8218575 1.805552791 1.813738376 1.701713189 1.683307761 1.616082455 1.47780947 1.500366817 1.544010107 1.431108377 1.157928866 1.157928866 1.005521866 1.109662125 1.058947032 0.606135804 0.394291808
lnC=lnCO-Kobs t
（1）
t1/2=ln2/Kobs
由于反应不断进行时浓度不易测得，引入旋光度，通过体系旋光度的变化来
度量反应进程。
蔗糖是右旋性物质，比炫光度为[α]2D0=66.6O,葡萄糖亦为右旋性物质，比炫 光度为[α]2D0=52.5O，果糖是左旋性物质，比炫光度为[α]2D0=-91.9O。反应过程中，
蔗糖（AR 级），盐酸。
六、实验步骤：
1、量取样品：用两支 25ml 移液管分别移取 25ml 准备好的蔗糖溶液和盐酸置 于两只锥形瓶中。
2、混合样品：将盐酸倒入蔗糖溶液中，至加入一半时，启动停表开始计时， 完全倒入后，迅速摇匀混合物，然后将混合液装满经润洗的旋光管，除去 气泡或将气泡赶出观察区，盖好玻璃片，旋紧套盖。
ln（αt -α∞）
2.608843551 2.749405387 2.619825968 2.63068908 2.423326711 2.427748236 2.414424575 2.418885549 2.330524462 2.340201957
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本实验在 H+催化的条件下进行蔗糖水解，并在旋光仪中测定体系实时的旋 光度αt，反应开始的 15mins 内，每隔 1min 测定一次，之后可加宽时间间隔， 直至旋光度到负值为止。此后将反应体系置于 50oC 恒温箱中反应完全并测定α∞
四、实验原理：
蔗糖在 H+催化的条件下进行水解反应：
答：蒸馏水的比旋光度为 0，固可用来校正零点。不需要。 2、在混合蔗糖溶液和盐酸时，顺序能反过来否？ 答：不能。如果慢慢将蔗糖溶液加入盐酸中，会使得加入的蔗糖在高浓度酸性 条件下相对快速地水解，而实验中的操作能避免混合充分前水解反应大幅度发生。
3、测定体系旋光度：按擦净旋光管，立即置于旋光仪中，测定时间 t 时的溶 液旋光度。第一个数据在 2min 时测定，反应开始的 15mins 内，每隔 1min 测定一次，之后可加宽时间间隔，直至旋光度到负值为止。测定时要迅速 并记录好时刻 t 和旋光度αt 。
4、α∞的测定：旋光管中反应液倒入锥形瓶，加塞后置于 50oC 恒温箱中反应
一、摘要：
蔗糖本身是右旋性物质，其催化转化生成的葡萄糖也是右旋性物质、果糖 是左旋性物质，本实验采用旋光法根据三者的旋光能力的差别结合体系旋光度 的变化历程来度量反应进程，并测定酸催化条件下蔗糖水解反应动力学参数： 反应速率常数 Kobs 和半衰期 t1/2。
二、关键词：
旋光度、反应速率常数、半衰期。
完全并测定α∞，测量三次取平均值。
5、结束：清理药品，整理仪器。
七、实验结果
(1）数据记录： α∞ = -4.183o
t/min
2 3 5 6 7 9 10 11 12 13
αt / o
9.4 11.45 9.55 9.7 7.1 7.15
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αt -α∞/ o
13.58333 15.63333 13.73333 13.88333 11.28333 11.33333 11.18333 11.23333 10.28333 10.38333
体系旋光度从正值一直减小为负值，并达到左旋最大值α∞至反应结束。
时刻 t，蔗糖浓度为 C,旋光度为：
αt = αo c/co+α∞(co-c)/co
结合式（1），得：
ln（αt -α∞）= - Kobs t + ln（α0 -α∞） 测定αt 和α∞的值，作直线可求得 Kobs 。
五、仪器和试剂
旋光仪一台，超级恒温槽一台，旋光管一支，停表一块，25ml 移液管、10ml 移液管各两支，50ml 具特氟隆活塞滴定管两支，250ml 锥形瓶两个，50ml 量筒 一只，100ml 烧杯一只；
（3）结果分析：
直线斜率 K 为-0.0427，求得反应速率常数 Kobs =7.117X10-4，t1/2=973.93s。
操作无误的情况下，本次实验误差的产生可能原因有旋光仪测定旋光度时 读数缓慢导致读数和计时不同步，规避这一问题是减小误差的关键。
八、思考讨论：
1、为什么可以用蒸馏水来校正旋光仪的零点？蔗糖转化过程中是否需要 校正？
同济大学物理化学实验报告
实验名称：__一级反应---蔗糖酸催化转化反应__ 姓名： _________李健 ___________ 学号： ________1251654___________ 合作者： ________ 靳凯 ___________ 院系： ______材料科学与工程________ 专业班级：___材料科学与工程 2012 级 2 班___ 实验日期：________2014/4/29__________
C H O 12 22 11 + H20
(蔗糖)
———> C6H12O6 + C6H12O6
（葡萄糖） （果糖）
蔗糖转化反应实际上是一个八级反应，实验中 H20 和 H+ 均过量可认为浓度
不变，故速率方程可表示为：
-dC/dt=Kobs[C12H22O11 ]
其中 Kobs 为表观速率常数，故该反应可看作一级反应处理，则：
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（2）数据处理：
ln（αt -α∞）对 t 作图得一直线：
2.184176862 2.15563068 2.051984695 1.936340698 2.025952857 1.985588633 1.971763528 1.8218575 1.8218575 1.805552791 1.813738376 1.701713189 1.683307761 1.616082455 1.47780947 1.500366817 1.544010107 1.431108377 1.157928866 1.157928866 1.005521866 1.109662125 1.058947032 0.606135804 0.394291808
lnC=lnCO-Kobs t
（1）
t1/2=ln2/Kobs
由于反应不断进行时浓度不易测得，引入旋光度，通过体系旋光度的变化来
度量反应进程。
蔗糖是右旋性物质，比炫光度为[α]2D0=66.6O,葡萄糖亦为右旋性物质，比炫 光度为[α]2D0=52.5O，果糖是左旋性物质，比炫光度为[α]2D0=-91.9O。反应过程中，
蔗糖（AR 级），盐酸。
六、实验步骤：
1、量取样品：用两支 25ml 移液管分别移取 25ml 准备好的蔗糖溶液和盐酸置 于两只锥形瓶中。
2、混合样品：将盐酸倒入蔗糖溶液中，至加入一半时，启动停表开始计时， 完全倒入后，迅速摇匀混合物，然后将混合液装满经润洗的旋光管，除去 气泡或将气泡赶出观察区，盖好玻璃片，旋紧套盖。
ln（αt -α∞）
2.608843551 2.749405387 2.619825968 2.63068908 2.423326711 2.427748236 2.414424575 2.418885549 2.330524462 2.340201957
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