蔗糖水解
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2．水解反应溶液旋光角的测定 分别取25mLw（ ）＝0.2蔗糖溶液和25mLc 分别取25mLw（B）＝0.2蔗糖溶液和25mLc （HC1）3mo1/L HCl溶液于两个100mL锥形瓶中， HC1） HCl溶液于两个100mL锥形瓶中， 然后将HCl溶液倒入蔗糖溶液的锥形瓶中（两个 然后将HCl溶液倒入蔗糖溶液的锥形瓶中（两个 HCl 瓶来回倒几次，使HCl溶液和蔗糖混合均匀）。 瓶来回倒几次，使HCl溶液和蔗糖混合均匀）。 迅速用此混合液装满旋光管，并开始计时。用滤 纸擦净管外的溶液后，放人旋光仪中，读出第一 个旋光角数据即α 。（α 要求在溶液混合后3 个旋光角数据即α０。（α０要求在溶液混合后3一 5min内读出）。每隔10min测一次，共测lh。 5min内读出）。每隔10min测一次，共测lh。
四、实验步骤（手动旋管仪） 实验步骤（手动旋管仪）
1．旋光仪零点的寻找 接通旋光仪电源。将旋光管装满蒸馏水， 管内应无气泡，擦干旋光管，若两端玻璃 片不干净，用擦镜纸擦净，将旋光管放人 旋光仪，测定仪器零点。反复测定几次， 直到能熟练地找到等暗面，并会正确读数， 倒出旋光管中的蒸馏水。
四、实验步骤（手动旋管仪） 实验步骤（手动旋管仪）
或 若测得不同时间t时的c值，以lgc对 若测得不同时间t时的c值，以lgc对t作图， 可得一直线，由直线斜率可求得反应速度 常数k 常数k。
k lg c = − 2 . 303
二、实验原理
因为蔗糖、葡萄糖和果糖都是旋光性物质，所以 可用反应过程中溶液旋光角的变化来代替蔗糖浓 度的变化。在一定温度下，对于一定波长的光源 和一定长度的试样管，旋光性物质溶液的旋光角α 和一定长度的试样管，旋光性物质溶液的旋光角α 与溶液的浓度成正比： α＝hc 式中h 式中h为比例常数。对于由两种以上旋光性物质组 成的混合溶液，其旋光角则是各物质旋光角之和。
项目 蔗糖水解反应速度常数的 测定
Biblioteka Baidu
一、目的要求
1．掌握测定蔗糖水解反应速度常数的 方法； 2．熟练掌握旋光仪的使用方法。
二、实验原理
蔗糖水溶液在氢离子催化作用下，水解反应成葡萄糖与果 糖： C12H12O11＋H2O H→C6H12O6＋C6H12O6 当蔗糖溶液浓度较稀时，由于水是大量存在的，尽管有少 量水分子参加反应，但反应前后水的浓度变化极小，可近 似认为反应过程中的水浓度是恒定的，作为催化剂的H+ 似认为反应过程中的水浓度是恒定的，作为催化剂的H+ 浓度也不变，因此蔗糖水解反应可看作为一级反应。其反 应速度方程为：
四、实验步骤（手动旋管仪） 实验步骤（手动旋管仪）
3．α∞的测定 将装有剩余的反应溶液的100mL锥形瓶放 将装有剩余的反应溶液的100mL锥形瓶放 人５０℃ 60℃ 人５０℃～60℃的电热浴恒温锅中温热６ ０min，取出锥形瓶在恒定在实验温度后， min，取出锥形瓶在恒定在实验温度后， 将溶液装人旋光管测定其旋光角α 将溶液装人旋光管测定其旋光角α∞
二、实验原理
当t＝∞时，蔗糖已全部水解，此时反应液 的旋光角应为 α∞=h葡c0+h果c0 将上式联立可以解得：
c0 =
h蔗 − h葡 − h果
α0 − α∞
二、实验原理
将上式合并得
k lg(∂t − ∂∞ ) = − × t + lg(∂ 0 − ∂∞ ) 2.303
由式上式可知，若以对t 由式上式可知，若以对t作图为一直线，从直线斜率可求得反应 速度常数k 速度常数k： k＝－2．303 ×斜率 本实验用旋光仪来跟踪反应过程中的浓度变化，测定在不同 时间t时的旋光角、来求取反应速度常数k 时间t时的旋光角、来求取反应速度常数k。需要说明的是蔗糖和 葡萄糖都是右旋性物质，果糖是左旋性物质，而且果糖的左旋性 比葡萄糖的右旋性大，所以在反应过程中溶液由右旋性逐渐转变 为左旋性。
dc = kc dt
式中
k—反应速度常数； c—时间t时的反应物浓度。 时间t
二、实验原理
令反应开始时，即t 时蔗糖的浓度为c 令反应开始时，即t＝0时蔗糖的浓度为c0； 时间为t时，蔗糖浓度为c,对上式积分可得 时间为t时，蔗糖浓度为c,对上式积分可得
2 . 303 lg c0 c = kt
× t + lg c 0
六、注意事项
１．实验前应了解旋光仪的原理和使用方法，参阅前述内 容。 2．旋光管管盖只要旋至不漏水即可，旋得过紧会压碎玻 璃片，或因玻片受力产生应力而致使有一定的假旋光，同 时装满液体的旋光管内不应有气泡存在。 ３．由于混合液的酸度很高，因此旋光管一定要擦净后才 能放人旋光仪内，以免管外粘附的混合液腐蚀旋光仪。 4．测定a∞时，水浴加热温度不可过高，否则会引起其他 ．测定a 副反应。加热过程中也应避免溶液蒸发影响浓度。 5．测定旋光角时，左旋用负号表示。在本实验中，反应 开始时α为正值，反应完毕后的α 开始时α为正值，反应完毕后的α∞为负值。 6．测定过程中，旋光仪调节好后，应先记录时间，再读 取旋光角数值。
七．思考题
1．在本实验中，若不对旋光仪作零点校正， 对求k 对求k有无影响？为什么？ 2．测定αt与α∞是否要用同一根旋光管？为 ．测定α 什么？
三、仪器与药品
手动旋光仪；电热水浴恒温锅；计时器； 150mL锥形瓶；25mL移液管； 150mL锥形瓶；25mL移液管； w（B）＝0．2蔗糖溶液；。（HCl）＝ ）＝0 蔗糖溶液；。（HCl）＝ 3mol· 3mol·L－１盐酸溶液。
旋光仪的基本结构
旋光仪光学系统 1—光源；2—透镜；3—起偏镜；4—石英片；5— 光源；2 透镜；3 起偏镜；4 石英片；5 光栏；6 旋光管；7 检偏镜；8 光栏；6—旋光管；7—检偏镜；8—目镜；
二、实验原理
在蔗糖水解反应中，当反应时间t=0时，蔗 在蔗糖水解反应中，当反应时间t=0时，蔗 糖的浓度为c ，所以反应溶液的旋光角α 糖的浓度为co，所以反应溶液的旋光角α0为： α0＝h蔗c0 当反应时间为t时，蔗糖浓度为c 当反应时间为t时，蔗糖浓度为c，而葡萄糖、 果糖的浓度都为（c 果糖的浓度都为（co－c），此时旋光角αt应 ），此时旋光角α 为 αt=h蔗c+h葡（c0－c) ＋h果(c0－c)
五、数据处理
（１）将实验数据和处理结果填入下表： 实验温度______________℃ 实验温度______________℃ 大气压 ----_______________Pa ----_______________Pa =__________ 时间t/minαtLg(αt－ 时间t/minαtLg(αt－α) (2)以1g(at一α∞)为纵坐标，t为横坐标作 (2)以1g(at一α∞)为纵坐标，t 图, 由所得的直线斜率计算反应速度常数k。 由所得的直线斜率计算反应速度常数k
四、实验步骤（手动旋管仪） 实验步骤（手动旋管仪）
1．旋光仪零点的寻找 接通旋光仪电源。将旋光管装满蒸馏水， 管内应无气泡，擦干旋光管，若两端玻璃 片不干净，用擦镜纸擦净，将旋光管放人 旋光仪，测定仪器零点。反复测定几次， 直到能熟练地找到等暗面，并会正确读数， 倒出旋光管中的蒸馏水。
四、实验步骤（手动旋管仪） 实验步骤（手动旋管仪）
或 若测得不同时间t时的c值，以lgc对 若测得不同时间t时的c值，以lgc对t作图， 可得一直线，由直线斜率可求得反应速度 常数k 常数k。
k lg c = − 2 . 303
二、实验原理
因为蔗糖、葡萄糖和果糖都是旋光性物质，所以 可用反应过程中溶液旋光角的变化来代替蔗糖浓 度的变化。在一定温度下，对于一定波长的光源 和一定长度的试样管，旋光性物质溶液的旋光角α 和一定长度的试样管，旋光性物质溶液的旋光角α 与溶液的浓度成正比： α＝hc 式中h 式中h为比例常数。对于由两种以上旋光性物质组 成的混合溶液，其旋光角则是各物质旋光角之和。
项目 蔗糖水解反应速度常数的 测定
Biblioteka Baidu
一、目的要求
1．掌握测定蔗糖水解反应速度常数的 方法； 2．熟练掌握旋光仪的使用方法。
二、实验原理
蔗糖水溶液在氢离子催化作用下，水解反应成葡萄糖与果 糖： C12H12O11＋H2O H→C6H12O6＋C6H12O6 当蔗糖溶液浓度较稀时，由于水是大量存在的，尽管有少 量水分子参加反应，但反应前后水的浓度变化极小，可近 似认为反应过程中的水浓度是恒定的，作为催化剂的H+ 似认为反应过程中的水浓度是恒定的，作为催化剂的H+ 浓度也不变，因此蔗糖水解反应可看作为一级反应。其反 应速度方程为：
四、实验步骤（手动旋管仪） 实验步骤（手动旋管仪）
3．α∞的测定 将装有剩余的反应溶液的100mL锥形瓶放 将装有剩余的反应溶液的100mL锥形瓶放 人５０℃ 60℃ 人５０℃～60℃的电热浴恒温锅中温热６ ０min，取出锥形瓶在恒定在实验温度后， min，取出锥形瓶在恒定在实验温度后， 将溶液装人旋光管测定其旋光角α 将溶液装人旋光管测定其旋光角α∞
二、实验原理
当t＝∞时，蔗糖已全部水解，此时反应液 的旋光角应为 α∞=h葡c0+h果c0 将上式联立可以解得：
c0 =
h蔗 − h葡 − h果
α0 − α∞
二、实验原理
将上式合并得
k lg(∂t − ∂∞ ) = − × t + lg(∂ 0 − ∂∞ ) 2.303
由式上式可知，若以对t 由式上式可知，若以对t作图为一直线，从直线斜率可求得反应 速度常数k 速度常数k： k＝－2．303 ×斜率 本实验用旋光仪来跟踪反应过程中的浓度变化，测定在不同 时间t时的旋光角、来求取反应速度常数k 时间t时的旋光角、来求取反应速度常数k。需要说明的是蔗糖和 葡萄糖都是右旋性物质，果糖是左旋性物质，而且果糖的左旋性 比葡萄糖的右旋性大，所以在反应过程中溶液由右旋性逐渐转变 为左旋性。
dc = kc dt
式中
k—反应速度常数； c—时间t时的反应物浓度。 时间t
二、实验原理
令反应开始时，即t 时蔗糖的浓度为c 令反应开始时，即t＝0时蔗糖的浓度为c0； 时间为t时，蔗糖浓度为c,对上式积分可得 时间为t时，蔗糖浓度为c,对上式积分可得
2 . 303 lg c0 c = kt
× t + lg c 0
六、注意事项
１．实验前应了解旋光仪的原理和使用方法，参阅前述内 容。 2．旋光管管盖只要旋至不漏水即可，旋得过紧会压碎玻 璃片，或因玻片受力产生应力而致使有一定的假旋光，同 时装满液体的旋光管内不应有气泡存在。 ３．由于混合液的酸度很高，因此旋光管一定要擦净后才 能放人旋光仪内，以免管外粘附的混合液腐蚀旋光仪。 4．测定a∞时，水浴加热温度不可过高，否则会引起其他 ．测定a 副反应。加热过程中也应避免溶液蒸发影响浓度。 5．测定旋光角时，左旋用负号表示。在本实验中，反应 开始时α为正值，反应完毕后的α 开始时α为正值，反应完毕后的α∞为负值。 6．测定过程中，旋光仪调节好后，应先记录时间，再读 取旋光角数值。
七．思考题
1．在本实验中，若不对旋光仪作零点校正， 对求k 对求k有无影响？为什么？ 2．测定αt与α∞是否要用同一根旋光管？为 ．测定α 什么？
三、仪器与药品
手动旋光仪；电热水浴恒温锅；计时器； 150mL锥形瓶；25mL移液管； 150mL锥形瓶；25mL移液管； w（B）＝0．2蔗糖溶液；。（HCl）＝ ）＝0 蔗糖溶液；。（HCl）＝ 3mol· 3mol·L－１盐酸溶液。
旋光仪的基本结构
旋光仪光学系统 1—光源；2—透镜；3—起偏镜；4—石英片；5— 光源；2 透镜；3 起偏镜；4 石英片；5 光栏；6 旋光管；7 检偏镜；8 光栏；6—旋光管；7—检偏镜；8—目镜；
二、实验原理
在蔗糖水解反应中，当反应时间t=0时，蔗 在蔗糖水解反应中，当反应时间t=0时，蔗 糖的浓度为c ，所以反应溶液的旋光角α 糖的浓度为co，所以反应溶液的旋光角α0为： α0＝h蔗c0 当反应时间为t时，蔗糖浓度为c 当反应时间为t时，蔗糖浓度为c，而葡萄糖、 果糖的浓度都为（c 果糖的浓度都为（co－c），此时旋光角αt应 ），此时旋光角α 为 αt=h蔗c+h葡（c0－c) ＋h果(c0－c)
五、数据处理
（１）将实验数据和处理结果填入下表： 实验温度______________℃ 实验温度______________℃ 大气压 ----_______________Pa ----_______________Pa =__________ 时间t/minαtLg(αt－ 时间t/minαtLg(αt－α) (2)以1g(at一α∞)为纵坐标，t为横坐标作 (2)以1g(at一α∞)为纵坐标，t 图, 由所得的直线斜率计算反应速度常数k。 由所得的直线斜率计算反应速度常数k