蔗糖水解动力学
酸催化蔗糖水解的动力学研究
酸催化蔗糖水解的动力学研究在我们生活中，蔗糖可谓是个老朋友。
说到酸催化蔗糖水解，这就像在厨房里调皮的小实验，轻松又好玩。
先来点小背景，蔗糖，大家都知道，是一种甜甜的东西，基本上能在每个家庭的厨房里找到。
它其实是由葡萄糖和果糖两种简单糖组成的。
当我们加点酸，比如说柠檬汁或者醋，哇，魔法就来了！这种酸就像是一个调皮的小精灵，瞬间改变了蔗糖的命运，让它变得更加简单。
想象一下，你在厨房里，拿出一小碗水，里面加点酸，然后放入蔗糖，开始搅拌。
刚开始的时候，没啥变化，蔗糖还在那儿懒洋洋地待着。
但是，随着时间的推移，酸的力量渐渐显现出来，糖分子开始忙碌起来。
就像一场派对，大家都开始舞动起来，拼命分开、组合，最终变成了葡萄糖和果糖。
这一过程可不是一帆风顺哦！它可受温度、酸浓度等各种因素的影响。
温度高点，反应速度就像开了挂，简直飞起来；温度低了，反应就像在慢动作重播，拖拖拉拉的。
说到这里，很多人可能会想，为什么要研究这个呢？其实啊，水解的过程在很多领域都有应用，比如食品工业、制药、甚至生物燃料的制造。
蔗糖水解得快，糖就可以更快地被利用，糖分子转变得越快，食物的口感和营养也越好。
就像你吃冰淇淋，如果它融化得快，哇，真是太幸福了，对吧？不过，研究这个也不是件简单的事。
我们需要控制各种条件，比如酸的浓度、温度，还有搅拌的速度。
这样才能“细水长流”，慢慢地深入这个甜蜜的领域。
每次实验都得像探险一样，可能会遇到各种意想不到的情况。
比如，有时候酸太多，糖变得太甜，反而不好；酸太少，反应根本就启动不了。
就像做菜，调味要得当，不然一锅好菜就毁了。
酸催化蔗糖水解的过程，就像是在讲述一个甜蜜的故事。
每一次反应都是一次新的冒险，探索未知的糖世界。
而我们这些研究者，就像是穿越在这个糖果森林中的小探险家，寻找着最完美的味道。
我们也常常会因为一些小发现而欢呼雀跃，仿佛找到了一颗埋藏已久的宝藏。
哈哈，真是让人乐在其中。
想说的就是，虽然蔗糖水解看似简单，但其背后却蕴藏着丰富的科学原理。
【化学探究实验报告】蔗糖水解反应动力学研究实验报告
西安电子科技大学
化学探究实验课程实验报告
实验名称蔗糖水解反应动力学研究
学院班Array姓名学号
同作者实验序号
实验日期2020 年4 月20日
蔗糖水解反应动力学研究
一、实验目的：
1.测定蔗糖水溶液在酸催化作用下的反应速率常数、半衰期和活化能。
2.研究温度对蔗糖水解反应速率的影响。
3.了解旋光仪的原理、使用方法及在化学反应动力学测定中的应用。
二、实验原理：
蔗糖在水中可发生水解反应，转化成葡萄糖与果糖，其反应为
二、主要仪器及试剂：
1.仪器
旋光仪1台，旋光管1支，恒温水浴1台，超级恒温槽1台，蒸馏水洗瓶1 个，150mL 带塞锥形瓶4个，刻度移液管2个，100C温度计1支。
电子天平(百分之一)
2.试剂
3.0mol/dm-3盐酸溶液，蔗糖。
四、实验主要步骤
五、数据记录处理
1. 将反应时间t、旋光度［a t－a∞］、ln［a t－a∞］列入下表中。
温度：30℃, 盐酸浓度： 2.5mol/dm-3 , α∞：-4.2；仪器的零点：。
温度：35 ℃, 盐酸浓度：2.5mol/dm-3 , α∞：-3.9。
表 实验数据列表
2. 以时间t 为横坐标，ln(t αα∞－）为纵坐标作图，由直线的斜率分别求出30℃、35℃时的k 。
30 C 时k=0.042 35 C 时k=0.077
3. 计算蔗糖反应的半衰期。
30 C 时t 1/2=16.5
35 C 时t 1/2=9.0
4. 由两个温度测得的k 值计算反应的活化能。
9.406*104J/mol 六、实验结果分析及回答问题。
实验十一蔗糖水解反应
实验十一 蔗糖水解反应【实验目的】1. 测定不同温度时蔗糖转化反应的速率常数和半衰期，并求算蔗糖转化反应的活化能。
2. 了解旋光仪的构造、工作原理，掌握旋光仪的使用方法。
【基本要求】1.了解在蔗糖反应的动力学方程式中，任何时刻t 的蔗糖浓渡可以被反应体系在该时刻的选光度α与反应终了时的选光度∞α之差所替代的依据。
2 测定蔗糖转化率的速率常数的半衰期。
3 了解旋光仪的基本原理，掌握其实用方法。
【实验原理】蔗糖转化反应为： C 12H 22O 11 + H 2O → C 6H 12O 6 + C 6H 12O 6蔗糖 葡萄糖 果糖为使水解反应加速，常以酸为催化剂，故反应在酸性介质中进行。
由于反应中水是大量的，可以认为整个反应中水的浓度基本是恒定的。
而H ＋是催化剂，其浓度也是固定的。
所以，此反应可视为准一级反应。
其动力学方程为kC dtdC =- (1) 式中，k 为反应速率常数；C 为时间t 时的反应物浓度。
将(1)式积分得： 0ln ln C kt C +-=(2)式中，C 0为反应物的初始浓度。
当C =1/2C 0时，t 可用t 1/2表示，即为反应的半衰期。
由(2)式可得：kk t 693.02ln 2/1== (3)蔗糖及水解产物均为旋光性物质。
但它们的旋光能力不同，故可以利用体系在反应过程中旋光度的变化来衡量反应的进程。
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。
为了比较各种物质的旋光能力，引入比旋光度的概念。
比旋光度可用下式表示：[]lC tD αα= (4)式中，t 为实验温度(℃)；D 为光源波长；α为旋光度；l 为液层厚度(m)；C 为浓度(kg·m -3)。
由(4)式可知，当其它条件不变时，旋光度α与浓度C 成正比。
即：α＝KC (5)式中的K 是一个与物质旋光能力、液层厚度、溶剂性质、光源波长、温度等因素有关的常数。
蔗糖水解动力学
蔗糖水解反应速度常数的测定一、实验目的：1、 根据物质的光学性质研究蔗糖水解反应，测定其反应速度常数。
2、了解旋光仪的基本原理、掌握使用方法。
二、基本原理：1.蔗糖的转化为一级反应蔗糖在H +催化作用下水解或葡萄糖和果糖，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 果糖由于在较稀的蔗糖溶液中，水是大量的，反应过程中水的浓度可以认为不变，因此在一定酸度下，反应速度只与蔗糖的浓度有关，而反应速度与反应物浓度的一次方成正比的反应称为一级反应，故蔗糖的转化反应视为一级反应。
(1)反应速度公式和半衰期,r kc = k —反应速度常数，为单位浓度是的反应速度,v —反应速度。
v 也可以写为,r kt dt dc =-=t 反应时间，c 为时间 t 时蔗糖的浓度。
不定积分： B kt c +-=ln ，B 积分常数，当0=t 时，0ln c B =0c 蔗糖的起始浓度，代入上式可得定积分式cc t k 0ln 1= 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 = 解得 kk t 6932.02ln 2/1== （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B 。
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。
果糖为左旋物质，旋光度为负值，数值较大，整个水解混合物是左旋的。
所以可以通过观察系统化反应过程中旋光度的变化来量度反应的进程。
蔗糖转化反映动力学实验报告
蔗糖转化反应动力学班级：09111101组号：第八组一、实验目的（1）测定蔗糖水溶液在酸催化作用下的反应速率常数和半衰期（2）了解旋光度的概念，学习旋光度的测量方法及在化学反应动力学研究中的应用二、原理蔗糖砸水溶液中的转化反应C12H22O11（蔗糖）+H20 H+ C6H12O6(葡萄糖) + C6H12O6（果糖）这是一个二级反应，在纯水中反应速度极慢，通常需要在H的催化作用下进行。
当蔗糖含量不是很大的时候，反应过程中的水是大量存在的，尽管有部分水分子参与了反应，但是仍可以认为整个反应中的水的浓度是不变的；H+是催化剂，其浓度保持不变。
则此蔗糖转化反应可以看做是准一级反应，其反应速率是：v=−dc蔗dt=dc葡dt=dc果dt=kC蔗式中，k为蔗糖转化反应速率常数，c蔗为时间t时蔗糖的浓度。
当t=0时，蔗糖的浓度为C0，蔗，对上式积分：ln Co,蔗C蔗=kt当C蔗=12Co,蔗时，相应的时间t即为半衰期t1/2，且有：t1/2=ln2k =0.6931k测定不同的时间t时的C蔗可求得k。
旋光性物质的旋光角为：α=αmm A式中αm为旋光性物质的质量旋光本领，与温度、溶剂、偏振光波长等有关；m为旋光性物质在截面积为A的线性偏振光束途径中的质量。
由此式可得：α=αmnMlAl=αmMl式中，A为常数。
已知在293.15K，以钠的D光线为光源时，蔗糖、葡萄糖、果糖的旋光本领αm分别为 1.16×10-2rad·m2·kg-1,0.92×10-2rad·m2·kg-1,-1.60×10-2rad·m2·kg-1。
因此，随着反应的进行。
旋光角会发生变化，蔗糖和葡萄糖为右旋，果糖为左旋，所以在反应的过程中右旋角不断减少，反应完毕时溶液为左旋。
蔗糖水解反应中，不同的时间t时，反应物、生成物的浓度为：当t=0时，α0=A蔗Co,蔗；当t=t时，αt= A蔗Co,蔗+A葡（Co,蔗- C蔗）+A果（Co,蔗- C蔗）；当t=∞时，α∞=（ A葡+ A果）Co,蔗；整理有：Co,蔗=α0−α∞A蔗−A葡−A果C蔗=αt−α∞A蔗−A葡−A果因此：k=1t ln Co,蔗C蔗=1tlnα0−α∞A蔗−A葡−A果ln(αt−α∞)=−kt+ln (α0−α∞)以ln(αt−α∞)对t作图，则图为一条直线，有直线的斜率可以求得蔗糖转化反应的速率常数k.三、仪器与试剂旋光仪、恒温槽、秒表、容量瓶（250ml）、容量瓶（50ml）、磨口塞锥形瓶（250ml）、烧杯（100ml、1000ml）、移液管（50ml）、HCl溶液（3.0mol·dm-3）四、实验操作1）打开恒温槽两个，分别设定温度为25℃、55℃；2）打开旋光仪电源开光预热10min，然后打开光源开关预热20min。
蔗糖水解反应实验报告
浙江万里学院生物与环境学院化学工程实验技术实验报告实验名称：蔗糖水解反应速率常数的测定实验预习(30分)(1) 实验目的1 •根据物质的光学性质研究蔗糖水解反应，测定其反应率度常数 2•了解自动旋光仪的基本原理、掌握使用方法。
(2) 实验原理蔗糖在水中水解成葡萄糖与果糖的反应为：C 12H2Q 1 + H 2O a C 6H12C 6 +C6H2Q葡萄糖 果糖为使水解反应加速，反应常常以 HO 为催化剂，故在酸性介质中进行。
水解 反应中，水是大量的，反应达终点时，虽有部分水分子参加反应，但与溶质浓度 相比可认为它的浓度没有改变，故此反应可视为一级反应，其动力学方程式为：de kcdt(1)(2)当c2c0时，t 可用切2平表示，即为反应的半衰期上式说明一级反应的半衰期只决定于反应速度常数 k ，而与起始浓度无关，这是 一级反应的一个特点。
蔗糖及其水解产物均为旋光物质，当反应进行时，如以一束偏振光通过溶液， 则可观察到偏振面的转移。
蔗糖是右旋的，水解的混合物中有左旋的，所以偏振 面将由右边旋向左边。
偏振面的转移角度称之为旋光度，以表示。
因此可利用体系在反应过程中旋光度的改变来量度反应的进程。
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、光源的波长以及反应时的温度等因素有关。
为了比较各种物质的旋光能力。
引入比旋光度 []这一概念，并以下式表示:蔗糖 式中：c 0为反应开始时蔗糖的浓度; c 为时间t 时蔗糖的浓度[D ]=r^ (3)式中：t 为实验时的温度；D 为所用光源的波长； 为旋光度；I 为液层厚度 （常以10cm 为单位）；（3）式可写成：c 为浓度（常用100 mL 溶液中溶有m 克物质来表示）, ta [a] Dl m 100（ 4）或a [a]D l c由（5）式可以看出，当其他条件不变时，旋光度 即a K 'c式中：K '是与物质的旋光能力、溶液层厚度、溶剂性质、光源的波长、反 应时的温度等有关的常数。
2020蔗糖水解反应动力学研究实验讲义
蔗糖水解反应动力学研究蔗糖是重要的食品和甜味调味品，它水解生成葡萄糖和果糖的甜度比蔗糖高，其中两者为1:1时形成果葡糖浆，果葡糖浆，风味独特、口感好、发效能力强，广泛用于食品添加剂，糖果饼干等加工生产中，在食品和药品开发领域具有广阔的发展前景。
一、实验目的1. 测定蔗糖水溶液在酸催化作用下的反应速率常数、半衰期和活化能。
2. 研究温度对蔗糖水解反应速率的影响。
3. 了解旋光仪的原理、使用方法及在化学反应动力学测定中的应用。
二、实验原理蔗糖在水中可发生水解反应，转化成葡萄糖与果糖，其反应为H122211261266126C H O H O C H O C H O (A) (B) (C)++⎯⎯→+蔗糖葡萄糖果糖 （1）该反应在纯水反应速率极慢，通常需要在H ＋离子催化作用下进行。
此反应与蔗糖、水及催化剂H ＋离子的浓度相关。
当蔗糖含量不大时，反应过程中水是大量存在的，尽管有部分水分子参加反应，仍可近似认为整个反应过程中水的浓度是恒定的；H ＋是催化剂，其浓度也保持不变。
因此蔗糖水解反应可看作为一级反应，其动力学方程式为：AA d d c kc t−= （2）积分后可得：A A,0ln ln c kt c =−+ （3）式中：c A 为时间t 时蔗糖的浓度，单位为mol/L ；c A ，0为反应开始时蔗糖的浓度；k 为反应速率常数，单位为(时间)-1。
当c = 0.5c 0, 反应物浓度降低一半所用的时间称为反应的半衰期，记为t 1/2 。
半衰期可表示为：1/2ln 2t k=（4） 由式（3）可以看出，在不同的时间测定蔗糖的相应浓度．以ln c A 对t 作图，可得一条直线，由直线斜率即可求得反应速率常数。
如果测得不同温度(温度的单位为K)下的反应速率常数1()k T 和2()k T ，按照阿仑尼乌斯公式可计算出该反应的活化能E a （单位为J ·mol -1）。
式中-1-18.314J mol K R =⋅⋅。
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、目的要求1、根据物质的光学性质研究蔗糖水解反应，理解反应物浓度与旋光度间的关系。
2、了解旋光仪的基本原理、掌握其使用方法。
3、测定蔗糖水解反应速率常数和半衰期。
二、实验原理蔗糖水解反应为C 12H 22O 11 + H 2O = C 6H 12O 6 + C 6H 12O 6蔗糖 葡萄糖 果糖在酸度一定的条件下，蔗糖水解反应可视为一级反应，其动力学方程为：K=（2.303/t ）lg(C 0/C)或lgC=-(kt/2.303)+lgC 0 ①反应的半衰期：t(1/2) = ln2/k ②反应体系的旋光度与各物质的浓度有一定关系: C 12H 22O 11 + H 2O = C 6H 12O 6 + C 6H 12O 6蔗糖 葡萄糖 果糖(右旋) (右旋) (左旋)20][D α=66.6 20][D α=52.5 20][D α=-91.9t =0 Ｃ0 ００旋光度：α0t ＣＣ0-ＣＣ0-Ｃαtt = 0 Ｃ0 Ｃ0α∞随反应的进行，反应体系的旋光度应如何变化？在温度、入射光波长和旋光管长度一定的条件下，旋光度与物质的浓度成正比：α=KC③所以：α0=K1C0④αt=K1C+(K2+K3)(C0-C) ⑤α∞=(K2+K3)C0⑥④～⑥式中，K1、K2、K3分别为蔗糖、葡萄糖和果糖在关系式③中的比例系数。
由④～⑥式可得：C O=（α0-α∞）/（K1-K2-K3）C=（αt-α∞）/(K1-K2-K3)代入①得到：lg(αt-α∞)=-(Kt/2.303)+lg(α0-α∞) ⑦由式⑦可见：以lg(αt-α∞)对t作图可得一直线，由直线的斜率可求得蔗糖水解反应的速率常数K。
再由式②即求得半衰期。
三、仪器和试剂旋光仪及旋光管；HK-1B玻璃恒温水槽；停表；2mol·dm-3HCl；蔗糖（分析纯）；有关玻璃仪器；托盘天平。
四、操作步骤1、实验测量前十分钟打开旋光仪进行预热。
..酸催化蔗糖水解反应动力学的研究
２．１ 不同催化剂浓度对反｜｜立ｉ枣率常数的影响
“ｍｌｎ
圈１ 催化剂浓度为４ｍｏＩ／ｄｍ３时的 ｌｎ缸。啦。）与时间ｆ的关系曲线
分别配置０．５～４ｍｏＷｍｓ不同浓度的催化剂盐酸
收稿日期：２００７一１０一１７ 作者简介：尚宏利（１９８０一），女，河北邯郸人，讲师，主要研究
方向：电化学材料制备验原理 蔗糖在水中水解成葡萄糖与果糖的反应为：
Ｃ１２Ｈ２２０１ｌＨ｛２０—羔三ｏＣ６Ｈｌ：０６＋Ｃ６Ｈ１２０６
（蔗糖）
（葡萄糖）（果糖）
它是一个二级反应，但反应时酸（Ｈ作为催化
剂）和水（有部分水分子参加了反应）的量都远远过
量，此反应便可视为准一级反应。一级反应的速率
方程可由下式表示：
一。。。徽燃黧隰黑。。裟黧熙 ；；—一。；。嚣圜黼镕鬟鬈霪鬻鬻鬈鬟霪蕊鬟鬟鬃蒸鬈黧粱；：ｉ黑。。墓捌毒蕊翥纛嚣。蒜。
．．酸催化蔗糖水解反应动力学的研究
尚宏利，桑雪梅，李 军，王 敏，冷祯梅
（重庆工学院生物工程学院，重庆４０００５０）
摘要：本文研究了催化剂酸的浓度及温度对蔗
，｛
｛糖水解反应的影响。实验结果表明，随着温度和催化剂
实验仪器、试剂及实验过程参考文献［１，２］，标 定所配置的盐酸溶液浓度。
实验主要加入控温装置，反应的操作在恒温状 态下，在每次测量的时间问隔，把旋光仪的盖子打 开，以免暗箱中的温度升高。仪。的测量过程保证 温度不能高于５５℃．否则会产生副反应，使反应液变 黄，影响实验结果。参照文献【３】用改进方法进行数 据拟合。
万方数据
４４
万方数据
引浓度的增加，反应的速率常数将随之提高，但温度和催
｝ｉ
㈡化剂酸浓度过高．反应偏离一级反应。
蔗糖水解反应
一级反应——蔗糖水解反应速率常数的测定一、实验目的1.用旋光仪测定当蔗糖水解时，其旋光度变化与时间的关系，从而推算蔗糖水解 反应的速率常数和半衰期。
2.了解旋光仪的基本原理，掌握其使用方法。
二、实验原理：蔗糖水解反应的计量方程式为：C 12H 22O 11+H 2O ==== C 6H 12O 6+C 6H12O 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 3O +为催化剂。
反应中，H 2O 是大量的，反应前后与溶质浓度相比，看成它的浓度不变，故蔗糖水解反应可看做一级反应。
其动力学方程式如下：－dtdc =K 1C 积分式为： ln CC O=K 1 tK 1 =t 1ln CC O 或 K=t303.2lg C C O反应的半衰期2/1t =k2ln K 1 速率常数 t 时间Co 蔗糖初始浓度 C 蔗糖在t 时刻的浓度可见一级反应的半衰期只决定于反应速率常数K ，而与反应物起始浓度无关。
若测得反应在不同时刻时蔗糖的浓度，代入上述动力学的公式中，即可求出Ｋ和2/1t 。
测定反应物在不同时刻浓度可用化学法和物理法，本实验采用物理法即测定反应系统旋光度的变化。
蔗糖及其水解产物均为旋光性物质，蔗糖是右旋的，但水解后的混合物葡萄糖和果糖则为左旋，这是因为左旋的果糖比右旋的葡萄糖旋光度稍大的缘故。
因此，当蔗糖开始水解后，随着时间增长，溶液的右旋光度渐小，逐渐变为左旋，即随着蔗糖浓度减小，溶渡的旋光度在改变。
因此，借助反应系统旋光度的测定，可以测定蔗糖水解的速率。
所谓旋光度，指一束偏振光，通过有旋光性物质的溶液时，使偏振光振动面旋转某一角度的性质。
其旋转角度称为旋光度（a ）。
使偏振光按顺时针方向旋转的物质称为右旋物质，a 为正值，反之称为左旋物质，a 为负值。
物质的旋光度，除决定于物质本性外，还与温度、浓度、液层厚度、光源波长等因素有关，当光源用钠灯，波长一定，λ＝Ｄ（5890nm ），实验温度t ＝２０℃时，旋光度与溶液浓度和溶层厚度成正比，a ∝c.l 写成等式 a=[a]t D ·c·l 式中比例常数[a] tD ，称为比旋光度。
蔗糖水解反应的热动力学实验
蔗糖水解反应的热动力学实验一、实验目的本实验旨在探究蔗糖水解反应的热动力学实验。
二、实验材料1. 三口烧杯2. 热力计3. 烤箱4. 蔗糖5. 稀盐酸6. 试管7. 恒温水槽8. 温度计9. 称量器三、实验步骤1. 将蔗糖称量后放入烧杯中。
2. 加入适量的稀盐酸，使得蔗糖全部溶解。
3. 在恒温水槽中将盛有试验液的烧杯，置于热力计中。
4. 在试验开始前，记录下实验室的温度和大气压力。
5. 开始实验后，记录下每隔一段时间的热力计读数和温度。
6. 当反应进行到一定程度后，将烧杯放入烤箱中，使温度升高至一定程度。
7. 继续记录热力计读数和温度，直至反应结束后停止记录。
四、实验原理1. 蔗糖水解反应的化学式为C12H22O11+H2O→C6H12O6+C6H12O62. 水解反应属于可逆反应，在反应进行过程中，不单是产物的生成，也会伴随反应物的生成，即反应物的消耗。
3. 反应过程中伴随着热量的释放，热力计可用来记录反应热量的变化，反映反应热力学（热动力学）变化。
4. 实验过程中，反应的速度、热量和温度的变化，均可用来研究反应动力学和热力学的变化规律。
五、实验结果及分析1. 我们可以通过记录反应过程中的热力计读数和温度的变化，来研究反应的热动力学规律。
2. 实验中，反应温度的升高，将促进反应的进行，增加反应产物的生成，在一定温度范围内，反应速度随温度升高而增加。
3. 反应过程中反应物和产物的摩尔数随时间的变化，可用来研究反应动力学的变化规律。
4. 实验结果可用来分析蔗糖水解反应的热动力学特性，为蔗糖及其衍生品的生产工艺和生产过程中的控制提供有力支持。
六、实验结论通过本实验的研究，我们可以得出如下结论：1. 蔗糖水解反应是一个可逆反应，反应过程中产物的生成伴随着反应物的消耗。
2. 反应过程中伴随着热量的释放，可以用热力计来记录反应热量的变化，反映反应热力学变化规律。
3. 反应过程中，反应速度随着温度的升高而增加，在一定温度范围内，反应速度的变化规律显著。
实验8-蔗糖水解反应速率常数的测定
一、实验目的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和半衰期。
3、了解旋光仪的基本原理，并掌握其正确的操作技术。
二、实验原理反应速率-dC/d t只与某反应物浓度C的一次方成正比的反应为一级反应。
其速率方程的通式为-dC/d t=K1C 8—1 将速率方程(14—1)移项积分，可得动力学方程：∫-dC/C=∫K1dtlnC0/C=K1t 8—2式中C0为反应物的初始浓度，C为t时刻反应物的浓度，K1为反应的速率常数。
当C=C0/2时，对应的t可用t1/2表示，称为反应的半衰期，即反应物浓度反应掉一半所用的时间。
由(8—2)式很容易得到一级反应的半衰期为t1/2=ln2/K1=0.693/K18—3由(8—3)式可以看出，一级反应的半衰期与起始浓度无关。
这是一级反应的一个特点。
由(8—2)式可以得到：lnC=lnC0－K1t若用lnC对t作图应为一条直线。
这是一级反应的另一个特点。
由直线的斜率可求速率常数K1。
蔗糖水解反应生成葡萄糖和果糖：C12H22O11+H2O＝C6H12O6(葡萄糖)+C6H12O6(果糖)该反应的速率与蔗糖浓度、水的浓度以及催化剂H+的浓度有关。
因在反应中水的浓度基本是恒定的，且H+是催化剂，其浓度基本上保持不变，所以该反应只与蔗糖的浓度有关，为一级反应。
蔗糖及其水解产物均为旋光性物质，但他们的旋光能能力不同。
测量旋光度所用的仪器称为旋光仪。
溶液旋光度与溶液中所含旋光物质的种类、浓度、溶剂性质、液层厚度、光源的波长及温度等均有关系。
在其它条件均固定时，旋光度与反应物浓度有直线关系，即：α= KC(K为比例常数)在蔗糖水解反应中，反应物蔗糖是右旋光性物质，比旋光度为［α］D=66.6°，生成物中葡萄糖也是右旋性物质，比旋光度为［α］D=52.5°，而果糖则是左旋性物质，［α］D=-91.9°随着反应的进行，右旋角不断减小。
酸催化蔗糖水解的动力学研究
第４ ２卷第 ｌ ２期
２ ０ １ ３年 １ ２月
应
用
化
工
Ｖ ｏ １ ． ４ ２ Ｎｏ ． １ ２
Ｄｅ ｅ ． ２０１ ３
Ａｐ ｐ ｌ ｉ ｅ ｄ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｙ ｒ
酸 催 化 蔗 糖 水 解 的 动 力 学 研 究
赵金和 ， 兰翠玲 ， 苏钦芳 ， 蒋悦夏 ， 陈华妮
ｔ ｉ ｏ ｎ， ｔ ｈ ｅ ａ ｕ ｔ ｈ ｏ ｒ ｈ ａ ｖ ｅ ｄ ｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｅ ｄ ｔ ｈｅ ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｓ ｕ ｇ ａ ｒ ｔ ｏ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｅ ｇ ｌ ｕ ｃ ｏ ｓ ｅ ａ ｎ ｄ ｆ ｒ ｕ ｃ ｔ ｏ ｓ ｅ， ｕ ｓ ｅ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｍｅ ｄ ｉ —
Ｄｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｓ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｆ ｓ ｕ ｃ ｒ ｏ ｓ ｅ ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｂ ｙ ａ ｃ ｉ ｄ ｃ ａ ｔ ａ ｌ ｙ ｓ ｅ ｄ ｍｅ ｔ ｈｏ ｄ
Ｚ Ｈ Ａ Ｏ Ｊ ｉ ｎ — ， ⅣＣ ｕ ｉ — ｌ ｉ ｎ ｇ ， Ｓ Ｕ Ｑ ｉ ｎ － ｆ ａ ｎ ｇ ，Ｈ Ｅ Ｎ Ｈｕ ａ — ｎ ｉ
葡萄糖 是医药 基 础 原料 ， 也 是 有 机 合成 的 中间
蔗糖水解速率常数的测定-2
蔗糖水解速率常数的测定(旋光法)一.实验目的1.学习反应动力学的基本研究方法及方法原理。
2、学会利用旋光法测定蔗糖水解的速率常数。
3、掌握旋光仪的使用和校正方法,以及实验数据的作图处理方法。
二.实验原理蔗糖在水中水解成葡萄糖的反应为：C12H22O11+H2O→C6H12O6(葡萄糖)+C6H12O6（果糖）为使水解反应加速，反应常以H3O+为催化剂，故在酸性介质中进行水解反应中。
在水大量存在的条件下，反应达终点时，虽有部分水分子参加反应，但和溶质浓度相比认为它的浓度没有改变，故此反应可视为一级反应，其动力学方程式为：lnC=-k t+lnC0式中：C为反应开始时蔗糖的浓度；C0为t时间时的蔗糖的浓度。
当C=0.5C0时，t可用t1/2表示，即为反应的半衰期。
t1/2=ln2/k上式说明一级反应的半衰期只决定于反应速率常数k，而和起始无关，这是一级反应的一个特点。
蔗糖及其水解产物均为旋光物质,都具有旋光性.旋光能力的不同可以用体系反应过程中旋光度的变化来量度反应的进程(测量旋光度所用的一起为旋光仪).溶液的旋光度和溶液中所含旋光物质的种类,浓度,液层厚度,光源波长及反应浓度等因素有关.当其他条件固定时,旋光度和反应物质浓度C呈线形关系.为了比较各种物质的旋光能力，引入比旋光度[α]这一概念，并表示为：[α]D=α*100/(L*C)式中：t为实验时温度；D为实验温度为20℃，所用钠灯光源D线，波长589nm，α为旋光度；L为液层厚度（dm）；C为浓度（g/100mL），当其他条件不变时，即：A=KCK在一定条件下是一常数。
蔗糖[α]=66.5°,葡萄糖[α]=52.0°果糖[α]=-91.9°，由于生成物中果糖左旋比葡萄糖的右旋性大,所以反应过程中的旋光度由右旋向左旋变化(旋光度有加和性).随着反应的进行,体系右旋角不断减小,反应至某一瞬间,体系的旋光度可恰好为零,而后变成左旋,直至水解完全,这时左旋角达到最大值a∞,设体系的最初旋光度为a.则：t=0时α0=β反C0 (蔗糖尚未水解)t=t时αt=β反C+β生（C0-C） (水解一部分)t= ∞时α∞=β生C0 (水解完全)式中α0、αt、α∞为反应时间为0、t、∞时的溶液的旋光度。
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。
蔗糖水解反应实验
一.原理与说明：蔗糖水溶液在离子存在时，按下式进行水解：蔗糖葡萄糖果糖在此反应中离子为催化剂。
当离子浓度一定时，此反应的速度与蔗糖及水的浓度乘积成反比，为而级反应。
但当蔗糖的浓度小时，则在反应过程中水的浓度改变很小，可作为常数，这样此反应就可看作是一级反应，而符合一级反应动力学方程式：如在反应过程中的不同时间，测得蔗糖的相应浓度，代入上式就可求出此反应的速度常数K。
在测定各时间的反应物浓度时，可应用化学方法或物理方法：化学方法是在反应过程中没过若干时间，取出一部分反应混合物，并使取出的反应混合物迅速停止反应，记录时间，然后，分析与此时间对应的反应物浓度。
但是要使反应迅速停止是有困难的，因而所分析的浓度与相应的时间之间总有些偏差，所以此法是不够准确的。
物理方法是利用反应物与生成物的某一物理性质（如电导，折射率，旋光度，吸收光谱，体积，气压等）在量上有很大的差别。
因此随差反应的进行，这个物理性质的量将不断改变。
在不同的时间测定这个物理性质的量，就可计算出反应物浓度的改变。
这个方法优点是不需要停止反应而连续进行分析。
本实验中是利用了反应与生成物旋光性的差别。
当偏振光通过一旋光物质溶液时，偏振光的振动面旋转一角度，此角度的大小和偏振光所通过的溶液浓度和液层厚度成正比：代表旋光角，（旋转的角度）；C代表溶液的浓度；代表液层厚度，或写成：称此物质的比旋光度，即当此旋光物质溶液为单位浓度（1克/每毫升）。
液层厚度为单位长度（一分米）时所引起的旋光角。
又因同样溶液浓度和液层厚度，如在不同温度下，或对不同波长的偏振光其旋光角亦不同，所以平常规定以用钠光D（波长5896豪微米），在20摄氏度时为标准，并用以上符号表示。
能使偏振光按顺时针旋转的物质算右旋物质，反之成为左旋物质。
右旋的旋光角用正号表示，左旋则用负号表示。
蔗糖是右旋的，比旋光度葡萄糖也是右旋的，比旋光度；果糖则为左旋时，比旋光度。
现在设用单位浓度的蔗糖进行水解，并用单位长度的液层进行旋光测定，则在最初测定得旋光角为。
物理化学实验报告 蔗糖转化反应动力学
蔗糖、葡萄糖和果糖都具有旋光性，但旋光能力不同。在293.15K，以钠光灯D线为光源时，蔗糖，葡头糖，果糖的质量旋光本领不同。因此，随着反应的进行，蔗糖、葡萄糖、果糖的浓度发生变化，总旋光角也发生变化。蔗糖、葡萄糖为右旋，果糖为左旋。所以反应过程中右旋角不断减小，反应完毕时溶液呈左旋。
（3）将盐酸溶液与蔗糖溶液混合时，是将盐酸溶液加入到蔗糖溶液，反之是否可以？
不可以。如果将蔗糖溶液加入到盐酸溶液中，那么蔗糖的起始浓度就会发生变化，而且不能保证蔗糖溶液是同时发生水解的，先加入的部分可能会先水解，从而影响反应速率和旋光度的测量。
（6）迅速用少量的混合溶液润洗样品管两次，在样品管中加入待测溶液。用镜头纸擦干两端玻璃片，迅速放入折光仪中，测量第一组数据 ，同时记录此时的时间。以后每隔1-3min测量一次，同时记录此时时间。15min后可以延长时间间隔。至少测量到旋光度为负值。
（7）将倒入测试管的后的剩余溶液置于50℃的水浴中恒温30min。后在25℃的水浴中恒温10min。测量 。
2原理蔗糖在水溶液中的转化反应为??????果糖葡萄糖蔗糖61266126h???2112212ohcohcohohc????此反应是一个二级反应在纯水中反应速率极慢通常需要在h的催化作用下进行
物理化学实验报告
蔗糖转化反应动力学
1实验目的
（1）测定蔗糖水溶液在酸催化作用下的反应速率常数和半衰期。
（2）了解旋光度的概念，学习旋光度的测量方法及在化学反应动力学研究中的应用。
蔗糖水解反应过程中，不同时间t时，反应物、生成物浓度为
由式C18.2得
（C18.7）
以 对t作图，则图为一直线，由直线斜率可求得蔗糖转化反应速率常数k。
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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蔗糖水解反应速度常数的测定
一、实验目的：
1、 根据物质的光学性质研究蔗糖水解反应，测定其反应速度常数。
2、了解旋光仪的基本原理、掌握使用方法。
二、基本原理：
1.蔗糖的转化为一级反应
蔗糖在H +催化作用下水解或葡萄糖和果糖，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
由于在较稀的蔗糖溶液中，水是大量的，反应过程中水的浓度可以认为不变，因此在一定酸度下，反应速度只与蔗糖的浓度有关，而反应速度与反应物浓度的一次方成正比的反应称为一级反应，故蔗糖的转化反应视为一级反应。
(1)反应速度公式和半衰期
,r kc = k —反应速度常数，为单位浓度是的反应速度,v —反应速度。
v 也可以写为
,r kt dt dc =-=
t 反应时间，c 为时间 t 时蔗糖的浓度。
不定积分： B kt c +-=ln ，B 积分常数，
当0=t 时，
0ln c B =
0c 蔗糖的起始浓度，代入上式可得定积分式
c
c t k 0ln 1= 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
/ln
kt c c = 解得 k
k t 6932.02ln 2/1== （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B 。
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。
果糖为左旋物质，旋光度为负值，数值较大，整个水解混合物是左旋的。
所以可以通过观察系统化反应过程中旋光度的变化来量度反应的进程。
量度旋光度的仪器称旋光仪，旋光仪的原理方法将专门讲解。
2.1旋光度与比旋光度
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、光源的波长以及反应时的温度因素有关。
为了比较各种物质的旋光能力，引入比旋光度[]α这一概念，并以下式表示：
[]c l t
D ⋅=
αα （1） 式中：t 为实验时的温度；D 为所用光源的波长；α为旋光度；l 为液层厚度（常以10cm 为单位）；c 为浓度（常用100ml 溶液中溶有m 克物质来表示），式（1）可写成：
[]100/m l t
D ⋅=αα （2）
或
[]c l t
D ⋅=αα （3）
由（3）式可以看出，当其他条件不变时，旋光度α与反应物成正比，即
c K '=α
式中：K '是与物质的旋光能力、溶液层厚度、溶剂性质、光源的波长、反应时的温度等有关系的常数。
蔗糖是右旋性物质（比旋光度[]
=20D α66.6°），产物中葡萄糖也是右旋性物质（比旋光度[]=20
D α52.5°），果糖是左旋性物质（比旋光度[]=20D α-91.9°）。
因此当水解反应进行时，右旋角不断减小，当反应终了时体系将经过零变成左旋。
2.2旋光度变化与浓度变化的对应关系
蔗糖水解反应中，反应物与生成物都有旋光性，旋光度与浓度成正比，且溶液的旋光度为各旋光度的和（加和性）。
若反应时间为0，t,∞时溶液旋光度各为0α，t α，∞α。
可推导出：
][K 00∞-=ααC ， ][K 0∞-=ααt C
0α为开始时蔗糖的右旋角；t α为反应进行到t 时的混合物的旋角；∞α 为水解完毕时的左旋角。
可用（∞-αα0）代表蔗糖的总量，（∞-ααt ）代表t 时的蔗糖量。
简单的推导证明方法可以如图示看出
∞-αα0正比， ∞-ααt 正比
3.反应速度常数k 的求法
()()∞
∞∞--=∞--==ααααααααt t t t c c t k 000ln 1K K ln 1ln 1 以ln(αt -α∞)对t 作图,由图所得直线斜率求k 值，进而求半衰期t 1/2。
三、仪器和试剂（略）
四、实验步骤：
1、将恒温槽调节到25︒C 恒温，称取10克蔗糖溶于水中，用50ml 容量瓶配成溶液。
用移液管移取25ml 蔗糖溶液溶于锥形瓶中，然后放入恒温水浴中10分钟。
另同样取25ml 盐酸溶液放入恒温槽中。
2、校正旋光度仪零点。
打开旋光度仪器预热几分钟，旋光管内注满蒸馏水，旋紧套盖，用纸擦净两端玻璃片，放入旋光仪内，盖上槽盖。
调节目镜使视野清晰。
然后旋转检偏镜能观察到明暗相等的三分视野为止，记下刻度盘读数，重复操作三次，取其平均值，此即为旋光仪零点。
测毕取出旋光管，倒出蒸馏水。
α的测定
3、蔗糖水解过程中
t
从恒温槽中取出蔗糖溶液，将25ml 2mol/L HCl溶液加入蔗糖溶液使其混合均匀。
取加入一半HCl时作为反应开始时间，迅速取少量混合液清洗旋光管两三次。
然后注满旋光管，测量各时间t时溶液的旋光度。
分别测得时间为5、10、15、20、25、30、40、50、60分钟时的旋光度。
α的测定
4、
∞
将反应剩余的混合液置50~60 ︒C的热水浴中，温热30分钟，以加速转化反应的进行，然后冷却，再恒温至25︒C，测旋光度，此值即为反应终了时的旋光度。
5、实验结束时，立刻将旋光管洗净干燥，以免酸对旋光管的腐蚀。
五、数据记录和处理
α
实验温度HCl浓度零点
∞
1.实验数据填入下表
t t∞t∞
2.以ln(αt-α∞)对t作图,由图所得直线斜率求k值。
3.计算反应的半衰期t1/2。
六、讨论与说明：
1. 蔗糖水解在酸性介质中进行，H+为催化剂，故反应是一复杂反应，反应的计算方程式显然不表示此反应的机理反应并不是因为水的浓度变化可忽略而视为一级。
本反应视为一级反应完全是实践得出的结论。
2. 速度常数k与浓度有关，所以酸的浓度必须精确，以保证反应体系中H+浓度与实验要求的相一致。
α时，每测完一次，将旋光管置于25︒C的恒3. 温度对速度常数k的影响不容忽视，在测定
t
温槽水浴中恒温，待下次测量时拿出。
4. 在放置旋光管上的玻璃片时，将玻璃盖片沿管口轻轻推上盖好，再旋紧套盖，勿使其漏水或产生气泡。
5. 旋光仪使用中，若两次测定中间间隔时间较长，则应切断电源，让灯管休息一会，在下次使用提前10分钟再开启。
6. 对三分视野的明暗判断影响实验值的精度，因此要求判断时尽可能作到快而准。
七、思考讨论题：
1. 为什么可用蒸馏水来校正旋光仪的零点？
2. 在旋光度的测量中为什么要对零点进行校正？它对旋光度的精确测量有什么影响？在本实验中若不进行校正对结果是否有影响？
3. 为什么配置蔗糖溶液可用上皿天平称量？。