物理化学实验—蔗糖水解速率常数测定
实验六 一级反应——蔗糖水解速率常数的测定
实验六 一级反应——蔗糖水解速率常数的测定一、实验目的1.测定蔗糖在酸中水解的速率常数。
2.学会使用旋光仪。
二、预习要求1.掌握一级反应的速率方程。
2.了解旋光度的概念。
3.了解旋光度与浓度的关系。
4.了解旋光仪的工作原理及使用方程。
三、实验原理蔗糖水溶液在有氢离子存在时发生水解反应：C 12H 22O 11 + H 2O ——→C 6H 12O 6 + C 6H 12O 6蔗糖 葡萄糖 果糖蔗糖水解的反应为准一级反应，其速率方程可写成： ㏑,0A A c c =ktln c A =-kt + ln c A ，0 (1) 式中c A ，0为蔗糖的初浓度，c A 为反应进行到t 时刻蔗糖的浓度，ln c A ～t 呈线性， 其直线斜率即为速率常数k 。
蔗糖、葡萄糖、果糖都是旋光物质，它们的比旋光度分别为：[α蔗]20D=66.65°、[α葡]20D =52.5°和[α果]20D = -91.9°。
这里的α表示在20℃时用钠黄光作光源测得的旋光度。
正值表示右旋，负值表示左旋。
由于蔗糖的水解是能进行到底的，又由于生成物中果糖的左旋远大于葡萄糖的右旋，所以生成物呈左旋光性。
随着反应的进行，系统逐渐由右旋变为左旋，直至左旋最大。
设反应开始测得的旋光度为α0，经t 分钟后测得的旋光度为αt ，反应完毕后测得的旋光度为c ∞。
当测定是在同一台仪器、同一光源、同一长度的旋光管中进行时，则浓度的改变正比于旋光度的改变，且比例常数相同。
（A,0c -c ∞）∝（0α-∞α）（A c -c ∞）∝（t α-∞α）又 c ∞= 0所以 ,0A c /c A =（0α-∞α）/（t α-∞α） (2) 将式(2)代入式(1)得ln(t α-∞α)= - kt + ln （0α-∞α） (3)式中（0α-∞α）为常数。
用ln(t α-∞α)对t 作图，所得直线的负斜率即为速率常数k 。
四、实验仪器与试剂旋光仪一台；秒表一块；50ml 容量瓶一个；锥形瓶若干；烧杯若干；移液管若干；天平或台秤一台；恒温槽一个； 蔗糖（A.R ）；3mol/dm 3HCl 溶液五、实验步骤用蒸馏水校正旋光仪的零点，记下检偏镜的旋角α，重复三次取平均值，作为零点误差。
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 )。
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。
实验原理1. 蔗糖在水中转化为葡萄糖和果糖，反应式为：C12 H22O1M蔗糖）+ 出0宀QH 12。
6 （葡萄糖）+C6H 12O6 （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二kc积分后可得Inc t=lnc o-ktC t为时间t时反应物的浓度，C o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 l/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 o-x）/dt=k （c o-x）积分后可得ln（—C2）=KX t=0:691 ln 匸C°—X k C°—X 当反应进行一半时: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。
2.在仪器预热过程中，用蒸馏水来校正仪器零点。
校正时先用蒸馏水洗净样品管，后用蒸馏水装满样品管，并不能有任何 气泡。
然后用布将样品管外边的水擦干净后放入旋光仪里面， 合上样品盖，按“测量”键，待示数稳定后按“清零”键，t i/2= - ln C= -ln k c 0 _1 /2c 0 k 1 / 2c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。
物理化学实验—蔗糖水解速率常数测定
物理化学实验—蔗糖水解速率常数测定
0 ln kt t
（Ⅱ-8-9）
物理量λ可以是旋光度、吸光度、体积、压力、电导等。 以前学习的化学实验中《分光光度法测定微量铁实验》;《双液
系相图实验》中吸光度、折光率与浓度的关系。
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2013-7-28
这一过程应在5分钟内完成。 具体应该在4分45秒内完成。
5.2.2 测量旋光度
放置在旋光计中，在第一个5分钟，读数，记录数据。此后每隔 5min测一次，经1小时后停止实验。
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物理化学实验—蔗糖水解速率常数测定 仪器设备 B 药品 实验原理 A
C
实验目的
D
实验操作 注意事项
问题讨论
E
数据处理 及结果
物理化学实验—蔗糖水解速率常数测定
反应速率
1、采用标量“速率”来表示浓度随时间的变化率。 2、采用反应进度随时间的变化率来表示，不会产生矛盾。
速率方程 表示反应速率和浓度等参数间关系，或表示浓度等参数与时间 关系的方程式，是化学反应的速率方程式，简称速率方程。 一般形式：
八、思考题 １．实验中，为什么用蒸馏水来校正自动旋光仪的零点？在 蔗糖转化反应过程中，所测的旋光度αt是否需要零点校正？ 为什么？
２．蔗糖溶液为什么可粗略配制？
３．蔗糖的转化速度和哪些因素有关？
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2013-7-28
物理化学实验—蔗糖水解速率常数测定
蔗糖水解反应速率常数的测定
贵州大学实验报告大学化学实验II实验报告——物理化学实验学院：化学与化工学院专业：化学工程与工艺班级：化工122 姓名杨云实验日期成绩学号1208110212指导教师同组人汤富勇、殷江、季节实验项目名称蔗糖水解反应速率常数的测定实验目的1、测定一个温度下蔗糖水解反应的速率常数和半衰期2、掌握自动旋光仪的使用方法实验原理蔗糖水溶液在酸性介质下，按下式发生水解反应：C12H22O11 + H2O H+C6H12O6 + C6H12O6蔗糖葡萄糖果糖上述反应为二级反应，反应速率方程为：-dc蔗/dt=k'c蔗c（1）当溶液浓度较稀时，反应物水是大量的，尽管有部分水参与反应，但可以近似认为在整个反应过程中水的浓度基本是恒定的。
H+是催化剂，其浓度也保持不变。
因此反应可以看作是准一级反应，其速率方程为：-dc蔗/dt=kc蔗（2）将式（2）移项积分，得ln(c0/c t)=kt (3) 式中，C0为反应开始时蔗糖的初始浓度；C t为t时刻蔗糖的浓度,k为速率常数,t为反应时间。
当C t=½C0时,t可用t½表示，即为反应的半衰期。
由式（2）可得t½=ln2/k=0.0693/k (4)测定c t的方法有化学法和物理法两种。
1.化学法化学法即在反应过程中每过若干时间，取出一部分反应混合物，并使取出的反应物迅速停止反应（可采用降温，加阻化剂，稀释等），记录时间，然后此时反应物的浓度（容量法）。
但要使反应迅速停止是有困难的，故误差较大。
2.物理法物理法是根据反应物和生成物的某一物理性质与反应物浓度呈单值对应的特点，通过测定反应体系中物理性质的变化跟踪反应进程。
随着反应的进行，该物理量将不断改变，在不同时间测定该物理量，就可以计算出反应物浓度的改变。
本实验是通过测定体系的旋光度来跟踪反应进程的。
当一束平面偏振光通过某些物质时，其振动方向会发生改变，此时光的振动面旋转一定的角度，这种现象称为物质的旋光现象。
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。
(完整版)蔗糖水解反应速率常数的测定.doc
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：C12 H22O11H2O C6H12O6C6H12O6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：dC dt kC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：ln C0 C t kt该反应的半衰期与 k 的关系为：t1 2ln 2 k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：L C tD或KCL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2066.650；生成物中葡蔗 D萄糖也是右旋性物质，其比旋光度2052.50；但果糖是左旋性物质，其比旋葡 D光度20-91.90。
由于生成物中果糖的左旋性比葡萄糖右旋性大，所以生成果 D物呈左旋性质。
蔗糖水解反应速率常数的测定
file://E:\whsy\whsy10.htm
2008-4-22
蔗糖水解反应速率常数的测定
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（3）旋光度测定 倒出旋光管中的纯水，用待测液体洗涤旋光管数次，灌满待测液。同（2）法调节至三分视场消 失，读数。本实验中体系的旋光度随时间变化，要在规定的时刻测定旋光度，需在此时刻前恰好调 至三分视场消失。 3．反应速率的测定 用移液管吸取25ml20%的蔗糖溶液移入150ml的烧杯中，另吸取25ml3mol/LHCl移入另一150ml 烧杯。将HCl溶液倒入蔗糖溶液，搅拌混合后倒回盛HCl溶液的烧杯，如此反复几次，二溶液已混合 均匀。用此混合液洗涤旋光管数次，然后灌满旋光管测定旋光度α0，同时启动秒表计时，每隔4min 读一次数α4、α8、α12、……至60min测定完毕。 如果反应恒温进行，结果更准确。可在旋光管外加一恒温水套，由超级恒温水浴泵出恒温水流 经水套。如果自来水温度较稳定，也可用自来水恒温。
取对数
[ ] ln(α t − α t+∆t ) = −K1t + ln (α 0 − α ∞ )(1 − e−K1∆t )
因α0和α∞与t无关，△t是恒定的温度间隔，所以上式的第二项为常数，可简化为：
ln(α t − α t+∆t ) = −K1t + c
七．思考题
1.实验中，我们用蒸馏水来校正旋光仪的零点，蔗糖转化反应过程所测的旋光度是否需要零点 校正？为什么？
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旋。随着蔗糖的水解，体系的旋光度逐渐由右旋减小到零继而变成左旋。为方便起见，下面推 导中浓度以摩尔浓度表示（不影响结果）。
蔗糖水解速率常数的测定
蔗糖水解速率常数的测定概述蔗糖（C12H22O11）是一种常见的天然糖，在生活中广泛存在于食品和饮料中。
蔗糖在人体内经过水解反应可分解成葡萄糖和果糖，进一步进行能量代谢。
测定蔗糖水解速率常数的方法，可以帮助我们了解蔗糖分解的速率规律，对于食品工业生产和代谢研究具有重要意义。
实验原理蔗糖的水解反应是一个酶催化的过程。
酶催化的反应速率可以用速率常数（k）来描述，蔗糖水解反应速率常数即反应速率与底物浓度的关系。
实验步骤1. 制备酶液1.将适量的酵母提取液溶解在含有适量蔗糖的磷酸盐缓冲液中；2.在4°C条件下冷藏24小时；3.蒸馏过滤酶液。
2. 制备底物溶液1.预先称取适量蔗糖；2.加入适量磷酸盐缓冲液溶解。
3. 反应进程的测定1.取1ml底物溶液和1ml酶液置于恒温搅拌的试管中；2.定时开始记录反应时间t，每隔一定时间取出一定量反应液；3.加入硫酸试剂停止反应，进行测定。
数据处理1. 计算蔗糖浓度由于蔗糖水解生成的产物为葡萄糖和果糖，通过测量这两种糖的含量，可以间接计算蔗糖浓度。
2. 绘制反应曲线根据所测定的实验数据，可以绘制反应曲线，用于分析蔗糖水解反应的速率变化趋势。
3. 计算速率常数根据反应曲线，可通过拟合方法计算蔗糖水解反应速率常数。
结果分析1. 反应速率与蔗糖浓度的关系通过实验数据计算得到反应速率和蔗糖浓度之间的关系，可以得到速率常数（k）的数值。
2. 反应速率与温度的关系同时进行不同温度下的蔗糖水解反应实验，根据实验数据可以分析反应速率与温度之间的关系。
3. 反应速率与酶浓度的关系调整酶液的浓度，进行蔗糖水解反应实验，分析反应速率与酶浓度之间的关系。
4. 其他因素的影响分析其他因素如pH值、底物浓度等对蔗糖水解速率常数的影响。
结论通过测定蔗糖水解速率常数的实验，可以得到蔗糖水解反应速率和蔗糖浓度、温度、酶浓度等因素之间的关系。
这些结果对于蔗糖的生产、应用以及代谢研究具有一定的指导意义。
蔗糖水解速率常数的测定实验报告
蔗糖水解速率常数的测定一． 实验目的：1.测定蔗糖水溶液在H +催化下转化反应的速度常数和半衰期。
2.掌握旋光仪的使用。
二． 实验原理：蔗糖水解反应式为：612661262112212O H C O H C O H O H C H +−→−++蔗糖 葡萄糖 果糖H +是催化剂，如果无H +存在，反应速度极慢，此反应是二级反应。
但由于反应时水是大量存在的，整个反应过程中水的浓度可近似为恒定，因此可视为准一级反应，反应速度方程如下：A AkC dtdC =- （18-1）式中C A 为t 时刻的蔗糖浓度，k 为反应速度常数。
若令蔗糖起始浓度为C A.0，（18-1）式积分得：kt C CAA =0,ln （18-2）由于蔗糖、葡萄糖和果糖都含有不对称的碳原子，它们都是旋光性物质，但它们的旋光能力各不相同，其中蔗糖右旋，比旋光度[]6.6020=D α，葡萄糖右旋，比旋光度[] 5.5220=D α，果糖左旋，比旋光度[] 9.9120-=D α，所以随着反应的进行，物质的旋光度不断变化，由右旋逐渐变为左旋，故可利用体系在反应过程中旋光度的变化来量度反应的进程。
旋光度的测量可使用旋光仪（见第2章 常用仪器简介 2.6.旋光仪）。
当样品管长度，光波波长、温度、溶剂等其他条件都不变时，溶液旋光度α与其中旋光性物质浓度C 呈线性关系。
KC =α （18-3） 式中比例常数K 与物质的旋光能力、溶剂性质、样品管长度、温度等有关。
旋光度只有相对含义，它因实验条件的不同会有很大的差异。
物质的旋光能力可用比旋光度来度量，比旋光度用下式表示：[]lCD αα1020= （18-4）式中：20为实验时的温度20℃；D 是指所用钠光灯源D 线，波长为589nm ；α为测得的旋光度（单位：度）；l 为样品管的长度（单位：厘米）；C 为浓度（单位：克/mL ）。
设反应初始时即t=0时，蔗糖的浓度为C A ，O ，当时间为t 时，蔗糖的浓度为C A 。
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。
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。
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
大学化学实验II实验报告——物理化学实验学院：化工学院专业：班级：
数据处理：
反应的速率常数k=0.052
因k=0.052，有公式有半衰期为：=㏑2/k＝0.693/k =0.693/ 0.052=13.33min
问题讨论：
1、蔗糖水解反应过程中是否必须对仪器进行零点校正？为什么？
答：不是必须。
因为旋光仪由于长时间使用，精度和灵敏度变差，故需要对零点进行校正。
若
不校正会使测量值的精确度变差，甚至产生较大的误差。
本实验数据处理时，用旋光度的差值
进行作图和计算，仪器精度误差可以抵消不计，故若不进行零点较正，对结果影响不大。
2、蔗糖溶液为什么可粗略配制？
问题讨论
答：蔗糖水解为一级反应，反应物起始浓度不影响反应速度常数，又因为蔗糖浓度大用量较及
多，量值的有效数字位数较多，故不需要精确称量，只要用上皿天平称量就可以了。
误差分析
3、蔗糖的水解速率常数和哪些因素有关？
答：溶液的旋光度与溶液中所含旋光物质的种类、浓度、溶剂的性质、液层厚度、光源波长及
温度等因素有关。
误差分析：
由计算可得相对误差较小，实验较成功。
可能存在的误差为：
1、.以盐酸流出一半为反应开始计时，由于无法准确判断，所以导致反应时间存在误差。
2、旋光管内存在少许气泡，导致读数存在误差。
成绩：指导教师签
2013 年月日。
物理化学-实验二十四：蔗糖水解反应速率常数的测定
实验二十三 蔗糖水解反应速率常数的测定一、实验目的1．了解该反应的反应物浓度与旋光度之间的关系。
2．学习旋光仪的使用方法。
3．测定蔗糖在酸催化条件下的水解反应速率常数和半衰期。
二、实验原理下列反应理论上是一个三级反应。
C 12H 22O 11(蔗糖) + H 2O −−→−+O H 3C 6H 6O 6（果糖）+ C 6H 6O 6（葡萄糖） 总旋光度 t=0 C 0 0 0 0α t=t C 0-x x x α t=∞ 0 C 0 C 0 ∞α 但在低蔗糖浓度溶液中，即使蔗糖全部水解了，所消耗的水量也是十分有限的，因而H 2O 的浓度均近似为常数，而H +作为催化剂，其浓度是不变的，故上述反应变为准一级反应。
一级反应的速率方程可由下式表示：—kc dt dc= 式中c 为时间t 时的反应物浓度，k 为反应速率常数。
积分可得： 0ln c kt c= c 0为反应开始时反应物浓度。
一级反应的半衰期为： t 1/2=kk In 693.02=从上式中我们不难看出，在不同时间测定反应物的相应浓度，是可以求出反应速率常数k 的。
然而反应是在不断进行的，难以直接测量反应物的浓度，所以要考虑使用间接测量方法。
因体系的旋光度与溶液中具有旋光性的物质的浓度成正比。
设0α、t α和 α∞分别表示反应在起始时刻、t 时刻和无限长时体系的旋光度。
反应在相同条件下进行，旋光度与浓度成正比，而且溶液的旋光度为各组成旋光度之和。
所以有：α0=K 反c 0 （t=0，蔗糖尚未水解） （1） α∞=K 生c 0 （t=∞，蔗糖已完全水解） （2） αt = K 反c+ K 生(c 0－c) (3） 联立（1）、（2）、(3)式可得：c 0=生反K K --∞αα0=K ′（α0－α∞）(4)c=生反K K t --∞αα= K ′（αt －α∞）(5)将（4）、（5）两式代入速率方程即得：In(αt －α∞)=－kt+In （α0－α∞）由此可见，实验中只要测出α∞、αt ，以In(αt －α∞)对t 作图可得一直线，从直线的斜率可求得反应速率常数k ，进一步也可求算出反应的半衰期为t 1/2。
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引言蔗糖是一种重要的食糖，在生产和加工中有广泛的应用。
蔗糖在水溶液中可以发生水解反应，产生葡萄糖和果糖。
蔗糖水解反应是一个典型的二级反应，其反应速率常数（k）可以描述反应速度的快慢程度。
本实验将通过测定蔗糖水解反应的反应速率常数，探究其反应动力学特征。
实验目的1. 理解化学反应速率常数的定义及作用。
2. 掌握用物理化学方法测定反应速率常数的原理、方法及技巧。
3. 分析蔗糖水解反应的动力学特征。
实验原理蔗糖水解反应的反应式为：C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6该反应是一个典型的二级反应，其速率方程可以表示为：rate = k [sucrose][H2O]，其中k为反应速率常数，[sucrose]为蔗糖的浓度，[H2O]为水的浓度。
实验方法1. 实验前准备（1）制备1.0mol/L的蔗糖溶液。
将1.0g的蔗糖加入100mL的高锰酸钾溶液中进行氧化，使其完全分解，加入适量的乙醇，然后加入去离子水至100mL，即得到1.0mol/L的蔗糖溶液。
（2）制备0.10mol/L的盐酸溶液。
取0.40mL的1mol/L的盐酸加入100mL的去离子水中，稀释至100mL，即得到0.10mol/L的盐酸溶液。
（3）准备装置。
将反应瓶和温度计清洗干净，装置反应瓶和磁力搅拌器，调节搅拌器的适当转速。
2. 实验操作（1）测定水的密度。
取适量的水，密度计测定水的密度。
（2）加入试剂。
取200mL的蔗糖溶液和50mL的盐酸溶液，加入反应瓶中，加入适量的去离子水，使得总体积为400mL。
（3）调节反应温度。
使用水浴将反应瓶置于恒温槽中，将恒温槽的温度调节至40℃，等待反应温度达到稳定状态。
（4）开始反应。
在反应瓶中加入适量的硫酸，调节反应溶液的pH在4-5之间，然后加入适量的酶，开始反应。
记录反应开始时的时间。
（5）记录数据。
每隔1分钟，用保险筒吸取1.0mL的反应液，加入试管中，立即加入5mL的水和5mL 的米饭汤油，利用比重瓶测定反应液中蔗糖的浓度。
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））。
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2013-7-28
物理化学实验—蔗糖水解速率常数测定
Guggenheim（古根亥姆）法处理数据的方法 把在t和t+Δ 测得的α分别用αt和αt+Δ表示，则有：
t 0 e kt
以上两式相减有：
（Ⅱ-8-12） （Ⅱ-8-13）
移液管准确量取25.00ml溶液
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2013-7-28
物理化学实验—蔗糖水解速率常数测定
5.2 正式实验部分 5.2.1 混合溶液
及时记录反应开始时间（第一滴盐酸与蔗糖溶液反应时开 始计时），混合均匀，尽快用此溶液淌洗旋光管3次后立即装 满旋光管，盖上玻璃片，注意勿使管内存在气泡。旋紧旋光 管螺帽。 如果有溶液流出来，用吸水纸擦干净。
例如： 动力学认为： 1 3 N 2 H 2 NH 3 (g) 需一定的T，p和催化剂 2 2 1 点火，加温或催化剂 H 2 O 2 H 2O(l) 2
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2013-7-28
补充知识：化学动力学
化学动力学的基本任务
化学动力学的基本任务之一就是眼了解反应的速率，了解温 度、压力、催化剂、溶剂和光照等外界因素对反应速率的影响， 从而给人们提供选择反应条件、掌握控制反应进行的主动权， 使化学反应按我们所希望的速率进行。
温器和恒温夹套。本实验是暂无此设备。 可以采取这样的方式：在测完一个数据后，取出旋光管；在测 下一个数据前15秒钟，放入。 或者：在测完一个数据后
，打开盖子，在测下一个
数据前15秒钟，放下盖子 读数。
恒温旋光管
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2013-7-28
补充知识：化学动力学
化学热力学的研究对象和局限性
2013-7-28
物理化学实验—蔗糖水解速率常数测定
操作注意：（1）按旋光仪面板上的“复测”键一次，指示灯 “2”亮，表示仪器显示第一次复测结果。再次按“复测”键，指
示灯“3”亮，表示仪器显示第二次复测结果。按“123”键，可切
换显示各次测量的旋光度值。按“平均”键，显示平均值，指示 灯“AV”亮。（本实验不需取平均值，一个点只读一次数，因为
ln t t ln 0 1 e k kt
（Ⅱ-8-15）
从（Ⅱ-8-15）可以看出，只要Δ保持不变，右端第一项为常 数，从ln(αt-αt+)对t作图所得直线的斜率即可求得k。 可选为半衰期的2～3倍，或反应接近完成的时间之半。本实 验可取Δ=30min，在每隔5min取一次读数。
物理化学实验—蔗糖水解速率常数测定
对本实验而言，以旋光度代入式中，得一级反应速率方程式：
a0 a ln kt at a
所以： ln(a 以
t
（Ⅱ-8-11）
a ) kt ln(a0 a )
ln at a 对 t 作图，直线斜率即为-k。
如何测量a∞ ?
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2013-7-28
物理化学实验—蔗糖水解速率常数测定
四、仪器药品
1．仪器
WZZ-2B自动旋仪一台(上海精密科学仪器有限公司)、微型计算
机一台、25ml移液管1支、50ml烧杯1个、计时工具
２．药品
20%蔗糖溶液 ； 4mol/L HCl，
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2013-7-28
物理化学实验—蔗糖水解速率常数测定
一、实验目的 1．了解蔗糖水解反应中反应物浓度与旋光度之间的关系。 2．了解旋光仪的基本原理、掌握旋光仪的正确使用方法。 3．测定蔗糖在酸存在下的水解速率常数。 4. 学会用Origin软件处理实验数据。 二、预习要求 1．掌握旋光度与蔗糖转化反应速率常数的关系。 2．掌握旋光度的测定方法。 3．了解自动旋光仪的构造及使用方法。
研究化学变化的方向、能达到的最大限度以及 外界条件对平衡的影响。化学热力学只能预测反应 的可能性，但无法预料反应能否发生？反应的速率 如何？反应的机理如何？例如：
1 3 N 2 H 2 NH 3 (g) 2 2 1 H 2 O 2 H 2 O(l) 2
r G / kJ mol
t 0 e k t
t t 0 e kt 1 e k
上式两边取对数可得到：
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（Ⅱ-8-14）
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2013-7-28
物理化学实验—蔗糖水解速率常数测定
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2013-7-28
物理化学实验—蔗糖水解速率常数测定
六、数据处理，及格式
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2013-7-28
物理化学实验—蔗糖水解速率常数测定
2. 以 ln t t 对t作图，从所得直线斜率求k。
用数学软件Origin处-28
物理化学实验—蔗糖水解速率常数测定
五、实验部分
5.1、实验前准备部分
实验前请仔细阅读WZZ-2B自动旋光仪使用说明书,了解其结
构、原理，可参见本书实验仪器及实验技术部分。 1．仪器开机预热 ；打开旋光仪电源开关（power），5分钟 后再将光源开关(light)扳向直流电（DC；向上），仪器预热 20min（若光源开关扳上后，钠光灯熄灭，则再将光源开关上下 重复扳动1到2次，使钠光灯在直流下点亮，为正常）。
物理化学实验—蔗糖水解速率常数测定
0 ln kt t
（Ⅱ-8-9）
物理量λ可以是旋光度、吸光度、体积、压力、电导等。 以前学习的化学实验中《分光光度法测定微量铁实验》;《双液
系相图实验》中吸光度、折光率与浓度的关系。
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2013-7-28
、电源开关。
用毛巾或者吸水纸把旋光仪样品仓擦拭干净。
把旋光管洗干净，用过的玻璃仪器清洗干净。
Y型试管洗干净，放在烘干器上。
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2013-7-28
物理化学实验—蔗糖水解速率常数测定
本实验的关键部分
1．混合溶液，计时。
2．将混合溶液装入旋光管。
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2013-7-28
物理化学实验—蔗糖水解速率常数测定
2．仪器零点校正
将装满蒸馏水的旋光管置于样品室内，盖上盖箱，按“测量 ”，待数字稳定后，按“消零”键。旋光管中若有气泡，应先让
气泡浮在凸颈处；通光面两端的雾状水滴，应用软布揩干；旋光
管螺帽不宜旋得过紧，以免产生应力，影响读数。旋光管安放时 应注意标记的位置和方向。 （此时，不要操作旋光仪） 3、取溶液 Y型试管，蔗糖、盐酸
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2013-7-28
物理化学实验—蔗糖水解速率常数测定
5.4 注意事项
1．蔗糖在配制溶液前，需先经100℃干燥1～2小时。 2．旋光管螺帽旋紧至不漏水即可，太紧容易损坏旋光管。 3．旋光管管中不能有气泡存在。 4．旋光仪的钠光灯如较长时间不用，应熄灭灯源，以保护钠光 灯。 5．反应速度与温度有关，因此在整个测量过程中应保持温度的 恒定。 6．测量完毕应立即洗净旋光管，以免酸对旋光管的腐蚀。 7．用Guggenheim法处理数据时，时间间隔△应是半衰期的2—3 倍。因此进行实验的反应时间不能太短。
dcA a b vA k c AcB .... dt
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2013-7-28
物理化学实验—蔗糖水解速率常数测定
速率方程中的比例常数k，叫做反应速率常数。 温度一定，速率常数为一定值，与浓度无关。 1、一级反应 ：与浓度是一次方关系
2、二级反应：与浓度是二次方关系 3、三级反应：与浓度是三次方关系 4、零级反应
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2013-7-28
物理化学实验—蔗糖水解速率常数测定
1、蔗糖等的浓度和旋光度有什么关系？
2、怎么样通过测旋光度来间接测浓度？
当某物理量与反应物和产物浓度成正比，则可导出用物理量
代替浓度的速率方程。
教材有详细的推导过程！
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2013-7-28
物理化学实验—蔗糖水解速率常数测定 仪器设备 B 药品 实验原理 A
C
实验目的
D
实验操作 注意事项
问题讨论
E
数据处理 及结果
物理化学实验—蔗糖水解速率常数测定
反应速率
1、采用标量“速率”来表示浓度随时间的变化率。 2、采用反应进度随时间的变化率来表示，不会产生矛盾。
速率方程 表示反应速率和浓度等参数间关系，或表示浓度等参数与时间 关系的方程式，是化学反应的速率方程式，简称速率方程。 一般形式：
m
1
16.63 237.19
热力学只能判断这两个反应都能发生，但如何使它发 生，热力学无法回答。
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2013-7-28
补充知识：化学动力学
化学动力学的研究对象
化学动力学研究化学反应的速率和反应的机理以及 温度、压力、催化剂、溶剂和光照等外界因素对反应 速率的影响，把热力学的反应可能性变为现实性。
测量过程中，旋光度在不停的变化。）
（2）开机后“测量”键只需按一次，如果误按该键，则仪器停止 测量，液晶屏无显示。用户可再按“测量”键，液晶重新显示，