蔗糖水解反应速率常数的测定

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蔗糖水解速率常数的测定

ln(αtα∞)1
A B
ln(αt-α∞)2
0
t1
t2
t(min)
反应速率常数： K k
半衰期：
t1
2
ln 2 K
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？
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；
α=βC
式中：比例常数β与物质旋光能力、溶剂性质、样品管长度及温度等有关。
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).
即可开始测量。（二）旋光仪零点的校正 1．取1 dm 长的盛液管，装满蒸馏水，使液面凸出管，将小圆玻片沿管口边沿平推盖好，不能带入气泡，然后装上橡皮圈，旋紧螺帽至不漏水，螺帽不宜旋得太紧，否则使玻片产生扭力，影响读数。用擦镜纸将管两端的玻片及外壁残液擦干。打开镜盖，将盛液管置于旋光仪镜筒中，若有气泡，应将气泡放在中间球形的上面，盖好盖子。 2．调节目镜上视度螺旋至视场中三分视场明暗程度清晰为止。 3．转动刻度盘手轮，使刻度盘的0º线与固定游标尺0º线重合，从目镜观察三分视场消失，出现较暗的零度视场。如不一致，缓慢转动刻度盘手轮，直到出现较暗的零度视场，记录刻度盘读数，此数即为零点。
数据处理
1.计算αt-α∞和ln(αt-α∞)；
2.作ln(αt-α∞) ~ t关系图； 3.计算直线斜率k，反应速率常数K；

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。

蔗糖水解反应速率常数的测定

蔗糖⽔解反应速率常数的测定姓名: 肖池池序号: 31 周次: 第⼋周指导⽼师: 张⽼师蔗糖⽔解反应速率常数的测定⼀、实验⽬1. 了解蔗糖⽔解反应体系中各物质浓度与旋光度之间的关系。

2. 测定蔗糖⽔解反应的速率常数k、半衰期t1/2和活化能E a。

3. 了解旋光仪的简单结构原理和测定旋光物质旋光度的原理，正确掌握旋光仪的使⽤⽅法。

⼆、基本原理蔗糖在⽔中转化成葡萄糖与果糖,其反应为:C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6(蔗糖) (葡萄糖) (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+离⼦催化作⽤下进⾏。

由于反应时⽔是⼤量存在的,尽管有部分⽔分⼦参加了反应,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+作为催化剂,其浓度也保持不变.因此蔗糖⽔解反应可近似为⼀级反应。

⼀级反应的速率⽅程可由下式表⽰:c为时间t时的反应物浓度,k为反应速率常数。

积分可得:c0为反应开始时反应物浓度。

从上式不难看出，在不同时间测定反应物的相应浓度，并以ln c对t作图,可得⼀直线,由直线斜率即可得反应速率常数k o然⽽反应是在不断进⾏的,要快速分析出反应物的浓度是困难的.但蔗糖及其转化物,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的进程。

旋光度错误！未找到引⽤源。

与反应物浓度c呈线性关系,即:错误！未找到引⽤源。

式中⽐例常数A与物质旋光能⼒、溶液性质、溶液浓度、样品管长度、温度等有关。

物质的旋光能⼒⽤⽐旋光度来度量,⽐旋光度⽤下式表⽰:式错误！未找到引⽤源。

中右上⾓的“20”表⽰实验时温度为20℃,D是指⽤钠灯光源D线的波长(即589nm),错误！未找到引⽤源。

为测得的旋光度,L为样品管长度(dm),C为试样浓度(g/mL)。

设体系最初的旋光度为: 错误！未找到引⽤源。

(t=0,蔗糖尚未转化)体系最终的旋光度为: 错误！未找到引⽤源。

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实验目的（1）明了旋光度法测定化学反应速率的原理；（2）测定蔗糖水解反应速率常数；（3）掌握旋光仪的使用方法；（4）掌握用图解法求反应速率常数。

实验原理蔗糖溶液在H+离子存在时，按下式进行水解：C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6蔗糖葡萄糖果糖时间t=0 c00 0t=t c0-c x c x c xt=∞0 c0c0其中，c0为反应物初始浓度，c x为反应进行至t时间的产物浓度，c0-c x为反应进行t时间后反应物的浓度。

此反应中H+离子为催化剂。

当H+离子浓度一定时，此反应在某时间t的反应速率与蔗糖及水浓度一次方的乘积成正比，故为二级反应。

由于在反应过程中水是大大过量，故认为水的浓度在反应过程中不变，这样蔗糖水解反应就可以作为一级反应处理，起速率方程的积分式为：（1）式中，c0为反应开始时蔗糖的浓度；c0-c x为反应至时间t时蔗糖的浓度；k为速率常数。

若测得在反应过程中不同时刻对应的蔗糖浓度，代入上式就可以求出此反应的速率常数k。

而测定各时间所对应的反应物浓度的方法有化学方法与物理方法两种。

化学方法是在反应过程中反应进行若干时间，取出一部分反应混合物，并让其迅速停止反应，记录时间，然后分析与此时间相对应的反应物浓度。

但是要时反应迅速停止在实验上是很困难的，因而所分析的浓度总与取样的时间存在偏差，所以此方法是不够准确的；而物理方法则是利用反应系统中某一物理性质（如电导率、折射率、旋光度、吸收光谱、体积、气压等）与反应物的浓度有直接关系时，通过测量该物理性质的变化就可相应知道反应物浓度的改变。

不过对物理性质有以下要求：（1）物理性质和反应物的浓度要有简单的线性关系，最好是正比关系；（2）在反应过程中反应系统的物理性质要有明显的变化；（3）不能有干扰因素。

这个方法的优点是不需要从反应物系中取出样品，可直接测定，而且可连续地进行分析，方便迅速，还可将物理性质变成电信号进行自动记录等。

物化实验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. 了解旋光仪的基本原理，掌握旋光仪的正确使用方法。

2. 熟悉反应物和产物的浓度与其旋光度之间的关系。

3. 用自动旋光仪测定蔗糖在酸催化下水解的反映速率常数和半衰期。

二．实验原理1. 蔗糖在水中转化为葡萄糖和果糖，反应式为:C 12H 22O 11(蔗糖)+H 2O →C 6H 12O 6(葡萄糖)+C 6H 12O 6(果糖)此反应的反应速率与蔗糖，水及催化剂H +离子的浓度有关。

由于H +离子及水的浓度可近似认为不变，因此，蔗糖水解反应可看作为一级反应（假一级反应）。

2. 此反应速率可由下式表示：-dc/dt=kc积分后可得lnc t =lnc 0-ktc t 为时间t 时反应物的浓度， c 0为反应开始时反应物的浓度，k 为反应速率常数。

3. 反应速率还可以用半衰期t 1/2表示，即反应物浓度为反应开始浓度的一半时所需要的时间。

4. 由2式子可得 -d （c 0-x ）/dt=k （c 0-x ）积分后可得ln(00C C X -)=KX t=0.693k ln 00C C X -当反应进行一半时：t1/2=1k ln000cc1/2c=1kln0c1/2c=ln2k=0.693k5.蔗糖是右旋性物质，比旋光度为66.6°，生成物葡萄糖也是右旋性物质，比旋光度为52.5°，果糖是左旋性物质，比旋光度为-91.9°。

由于果糖的左旋光性比葡萄糖的右旋光性大，所以生成物呈左旋光性。

故随着反应的不断进行，反应体系的旋光性将由右旋变为左旋，直到蔗糖完全水解，这时的左旋角度达到最大值。

三．仪器与试剂WZZ-2B自动旋光仪带塞锥形瓶（150ml）烧杯（100ml）秒表电子台秤移液管（25ml）玻璃棒洗耳球铁夹子HCL（4mol/L）蔗糖（分析纯）四．实验步骤1.插上电源，打开仪器电源开关。

这时钠光灯在交流工作状态下起辉，预热5min，至钠光灯从紫色变到黄色，钠光灯才发光稳定。

蔗糖水解反应速度常数

（3）
（t=∞，蔗糖已完全转化）
当时间为t时，蔗糖浓度为C，此时旋光度为αt，即：
t 反C 生 (C0 C)
（4）
将(2)、(3)和(4)式代入(1)式即得：
ln(t ) Kt ln(0 )
显然，以ln(αt-α∞)对t作图可得一直线，从直线斜率即可求得反应速率
常数K。若知道不同温度下的速率常数，则
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：α=βC
式中：比例常数β与物质旋光能力、溶剂性质、样品管长度及温度等有关。
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
0.4169
1.738
6.213
0.2512
2.255
9.355
35.86
0.4137
Hale Waihona Puke 4.04317.00
60.62
0.9000
11.16
46.76
148.8
1.214
17.455
75.97
注：蔗糖溶液的浓度均为10% 活化能Ea=108kJ/mol
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？
t1 t2
反应速率常数： K k
半衰期：
t1
2
ln 2 K
文献值：
温度和盐酸浓度对蔗糖水解速率常数K的影响
K× 103/min-1 HCl/mol·L-1
25 ℃(298.15K)
K× 103/min-1 30 ℃(308.15K)

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。

一级反应-蔗糖水解反应速率常数的测定

一级反应－蔗糖水解反应速率常数的测定材料1班倪靖 200892044035实验九一级反应,蔗糖水解反应速率常数的测定一实验目的1(测定蔗糖转化反应的速率常数和半衰期;2(了解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酸性条件下水解反应为:，H 2HO，,,,,，COCOCOHHH12662212121166(蔗糖) (葡萄糖) (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，尽管有部分水分子参加了反应，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。

因此蔗糖转化反应可看作为一级反应。

一级反应的速率方程可表示为:dc,,kclnc,,kt，lnco 其积分式: (10-1) dtc及c分别为反应开始时及t时刻的反应物浓度，k为反应速率常数。

01,,cc当时，时间t可用t表示，即为反应半衰期: 01/22ln20.693,,1t (10-2) 2kk从(10-1)式不难看出，在不同时间测定反应物的相应浓度，并以ln c对t作图，可得一直线，由直线斜率即可得反应速率常数k。

然而反应是在不断进行的，要快速分析出反应物的浓度是困难的。

但蔗糖及其转化物，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的进程。

测量物质旋光度的仪器称为旋光仪。

溶液的旋光度与溶液中所含物质的旋光能力、溶液性质、溶液浓度、样品管长度及温度等均有关系。

当其它条件固定时，旋光度α与反应物浓度c呈线形关系，即α = βc (10-3) 式中比例常数β与物质旋光能力、溶液性质、溶液浓度、样品管长度、温度等有关。

物质的旋光能力可用“比旋光度”来量度。

其定义为:,tt,,,,,L,c,k,c,,,,,,, (10-4) DDL,ct式中[α]为物质的比旋光度;上标“t”表示实验时溶液的温度，λ是指所用光源的波长，一般Do用钠光的D线，其波长为589 nm;α为测得的旋光度( )，L 为样品管长度( dm )，c为旋光物质的质量浓度( g/100mL )。

(完整版)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 =αL 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；[]tD 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[]02065.66=D 蔗α；生成物中葡萄糖也是右旋性物质，其比旋光度[]0205.52=D 葡α；但果糖是左旋性物质，其比旋光度[]0209.91-=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。

实验八蔗糖水解反应速率常数的测定

实验八蔗糖水解反应速率常数的测定一、实验原理蔗糖是一种二糖，在水中可以被水解成两分子单糖葡萄糖和果糖。

其反应过程可以用以下化学式表示：C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6该反应是一个一级反应，反应速率可以用速率常数k表示。

当反应体系中蔗糖的浓度C时，反应速率R的表达式为：R = kC其中，k为反应速率常数。

由于实际反应速率不容易直接观测，因此需要采用紫外分光光度法来测定反应中葡萄糖的生成量，从而求出反应速率常数k。

二、实验仪器和试剂仪器：紫外分光光度计、恒温水浴器。

试剂：蔗糖、三氯乙酸、磷酸钠十二水合物、苏打水、去离子水。

三、实验步骤及注意事项1、制备蔗糖水解酶液：取适量的三氯乙酸和磷酸钠十二水合物溶解于100 mL的去离子水中，调节pH至5.5，在水浴中加热至60℃，加入少许试制的蔗糖水解酶，反应1小时后，冷却并过滤，过滤液即为蔗糖水解酶液。

将酶液保存在4℃低温处。

2、将5 mL蔗糖水解酶液和5 mL 0.1 mol/L 蔗糖溶液放入恒温水浴中，控温至50℃，同时记录时间t1。

3、分别在反应开始后的30s、60s、90s、120s、150s、180s、210s、240s、270s、300s，各取出一定量的反应液，将反应液立即加入10 mL苏打水中停止反应，用去离子水稀释后用紫外分光光度计测定各取样液的吸光度A。

4、计算每个时间点的吸光度消光率DC，即DC = 2.303 × log（A0/A）其中A0为反应开始后一段时间反应液的吸光度，A为加入苏打水后反应液的吸光度。

5、将吸光度消光率与反应时间t1绘制成图像，利用图像求出相邻时间点之间的平均反应速率V和对数坐标上V和t1的图像斜率k。

6、将平均反应速率V和反应体系中蔗糖溶液浓度C代入R = kC，求出反应速率常数k。

四、实验结果及分析1、记录实验数据，将吸光度消光率与反应时间t1绘制成图像，如下图所示：3、计算出每一个时间点的葡萄糖浓度C与以第一个时间点为基准C1得到的实验数据如下表所示：4、根据反应速率与物质浓度之间的关系式R = kC，得到葡萄糖产率与反应时间的关系如下表所示：5、根据图像得到反应速率随时间变化的曲线，如下图所示：6、根据实验结果得到反应速率常数k为1.52×10-3 min-1，说明反应速率随着时间的推移而逐渐减小。

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。

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、实验目的1、了解旋光仪的基本原理、掌握其正确的操作技术。

2、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和半衰期。

二、基本原理1. 蔗糖的转化可看作一级反应蔗糖在H + 催化作用下水解为葡萄糖和果糖，反应方程式为：C 12H 22O 11 + H 2O −−→−+H C 6H 12O 6 + C 6H 12O 6蔗糖葡萄糖果糖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。

但在反应过程中，由于水是大量的，可以认为水的浓度基本不变，且H + 是催化剂，其浓度也保持不变，故反应速率只与蔗糖的浓度有关，而反应速率与反应物浓度的一次方成正比的反应称为一级反应，所以蔗糖的转化反应视为一级反应。

(1) 反应速率公式和半衰期 r kc = (1)k —反应速率常数，为单位浓度时的反应速率, r —反应速率。

r 也可以写为r dc kc dt-== (2) t 反应时间，c 为时间 t 时蔗糖的浓度。

不定积分：ln c kt C =-+ (3)C 积分常数，当0=t 时，0ln C c =0c 蔗糖的起始浓度，代入上式可得定积分式cc t k 0ln 1= (4) 当反应进行一半所用的时间称为半衰期，用t 1/2表示，则2/1002/lnkt c c = (5) 解得 k k t 6932.02ln 2/1==(6)（2）一级反应有三个特点：① k 的数值与浓度无关，量纲：时间-1，常用单位1-s ，1min -等。

② 半衰期与反应物起始浓度无关。

③ 以c ln 对 t 作图应得一直线，斜率为k -，截距为C 。

由此可用作图法求得直线斜率，计算反应速度常数-=k 斜率。

2. 反应物质的旋光性蔗糖及其水解产物葡萄糖，果糖都含有不对称碳原子，它们都具有旋光性，即都能使透过他们的偏振光的振动面旋转一定的角度，此角度称为旋光度，以α表示。

蔗糖，葡萄糖能使偏振光的振动面按顺时针方向旋转，为右旋物质，旋光度为正值。

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：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，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，但与溶质浓没有改变，故此反应可视为一级反应，动力学方程式为：，积分后得或（2）式中c0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，并以对t作图，可得一直出反应速率常数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，到偏振面的转移，如图（1）所示。

由于蔗糖是右旋的，水解混合物是左旋的，所以右边旋向左边。

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。

当其它条件均光度α与反应物浓度c呈线性关系，即：α=βc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，葡萄糖也是右旋性质，果糖比旋光度为：[a蔗糖]=+66.65° ，[a蔗糖]=+52.5° ，[a果糖]=-91.9°正值表示右旋，负值表示左旋。

可见当水解反应进行时，右旋角不断减小，当反应终了时体系将经过零变成左旋旋光度与浓度成正比，且溶液的旋光度为各组成旋光度之和(加和性应时间0、t、∞时溶液的旋光度，则可导出：c0∝(α0－α∞) ，c t∝(αt－将式(4)代入式(2)可得：=k1t或In(αt－α∞)=－kt + ln(α上式中In(αt－α∞)对t作图，从所得直线的斜率即可求得反应速度常数一级反应的半衰期则用下式求取：t1/2=三．仪器和试剂旋光计(带旋光管)，超级恒温水浴，普通水浴锅，锥形瓶(100mL) ，移液管HCl溶液；蔗糖(A.R.)。

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，掌握旋光仪的使用方法。

二、实验原理蔗糖在水中转化为葡萄糖和果糖，反应式如下：C 12H 22O 11+H 2O →C 6H 12O 6 + C 6H 12O 6 蔗糖葡萄糖果糖蔗糖水解速率极慢，在酸性介质中反应速率大大加快，故H +为催化剂。

由于反应时H 2O 是大量存在的，尽管有部分水参加反应，仍近似认为整个反应过程中水的浓度是恒定的，故蔗糖水解反应可近似为一级反应。

一级反应的速率方程可由下表示：kc dtdc=- （1）积分式为： 0c kt c ln ln +-= （2）当c=0.5c 0时，可用t 1/2表示，即为反应的半衰期：kt 221ln /= （3）从（2）式可看出在不同的时间测定反应物的相应浓度，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 。

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 = A c （4）式中A 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。

蔗糖水解反应中，反应物与生成物都具有旋光性，旋光度与浓度成正比，且溶液的旋光度为各组成旋光度之和（有加和性）。

当反应进行到某一时刻，体系的旋光度进过零点，然后左旋角不断增加。

当蔗糖完全转化时，左旋角达到最大值α∞。

若以α0 ，αt ，α∞分别为反应时间0，t ，∞时溶液的旋光度，则有：)ln()ln(0t ∞∞-+-=-ααααkt （5）显然,以)ln(∞-a a t 对t 作图可得一直线,从直线斜率即可求得反应速率常数k 。

如果测出两个不同温度时的k 值，利用Arrhenius 公式求出反应在该温度范围内的平均活化能。

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一实验目的1. 测定蔗糖水解反应速率常数和半衰期2. 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反应速率与反应物浓度一次方成正比的反应称一级反应，其速率方程为： dtdc − =kc （12-1）式中c 是反应物t 时刻的浓度。

k 是反应速率常数。

积分上式得： ln cc o =kt （12-2）式中o c 为t =0时刻的反应物浓度。

一级反应具有以下两个特点：⑴ 以ln c 对t 作图，可得一直线，其斜率m =k −。

⑵ 反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，以t 1/2c 表示。

将=1/2o c 代入（12-2）式，得一级反应的半衰期为t 1/2k2ln = （12-3）（12-3）式说明一级反应的半衰期t 1/2k 只决定于反应速率常数，而与反应物起始浓度无关。

蔗糖在酸性溶液中的水解反应为：C 12H 22O 11（蔗糖）+H 2 → +H O C 6H 12O 6（葡萄糖）+ C 6H 12O 6实验表明，该反应的反应速率与蔗糖、水和氢离子三者的浓度均有关。

在氢离子浓度不变的条件下，反应速率只与蔗糖浓度和水的浓度有关，但由于水是大量的，在反应过程中的水浓度可视为不变。

在这种情况下，反应速率只与蔗糖浓度的一次方成正比，其动力学方程式符合（12-1）式，所以此反应视为一级反应。

（果糖）蔗糖及其水解产物是旋光性物质。

本实验就是利用反应体系在水解过程中是旋光性质的变化来跟踪反应进程。

所谓物质的旋光性是指它们可以使一束偏振光的偏振面旋转一定角度，所旋转的角度称旋光度。

对含有旋光性物质的溶液，其旋光度的大小与旋光性物质的本性、溶剂、入射光波长、溶液的浓度和厚度以及温度等因素有关。

为了比较不同物质的旋光能力，引入了比旋光度[]tD α这一概念，其定义式为：[]t D α=lc α（12-4）式中t 为实验温度（℃），D 为光源的波长（常用钠黄光，λ=589nm ），α为旋光度，l 为溶液的厚度（dm ），c 为浓度（每ml 中所含的物质的质量（克））。