(完整版)实验四旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数
实验四：旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数
S1
1mol, H2O(l) 101.325kPa T1 =273.15K
可逆相变 S(T1)
S(T2) = S1 + S(T1) + S2
T2
n fre H m S(T1 ) T 1mol, H2O (s) 1 ( 6020)J 101.325kPa T1 = 273.15K 273.15K 22.039J K 1
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化学基础实验——物理化学部分
(1)今有1 mol单原子理想气体, 始态压力为1013 kPa, 体积为2 24 dm3. 经绝热向真空上述气体压缩为224 dm3. 分别求(1), (2)两过 程的Q, W, U, H和S. 设CVm = 3R/2. (1) 因 Q = 0, 故 T = 0, W = 0, H = 0 U = Q + W = 0,
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化学基础实验——物理化学部分
圆盘旋光仪
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化学基础实验——物理化学部分
WZZ－2A2B自动旋光仪使用说明
WZZ－2型自动旋光仪采用光电自动平衡 原理，进行旋光测量，测量结果由数字显示， 它既保持了WZZ－1自动指示旋光仪稳定可靠的 优点，又弥补了它的读数不方便的缺点，具有 体积小，灵敏度高，没有人为误差，读数方便 等特点。对目视旋光仪难以分析的低旋光仪品 也能适应。旋光仪广泛用于医药、食品、有机 化工等各个领域，
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化学基础实验——物理化学部分
WZZ－2B自动旋光仪操作方法：
4.打开测量开关，这时数码管应有数字显示。 5.将装有蒸馏水或其它空白溶剂的试管放入 样品室，盖上箱盖，待示数稳定后，按清 零按钮。试管中若有气泡，应先让气泡浮 在凸颈处；通光面两端的雾状水滴，应用 软布揩干试管螺帽不宜旋得过紧，以免产 生应为，影响读数。试管安放时应注意标 记的位置和方向
旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数
旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验六：旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数⼀、实验⽬的：1、了解反应的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、测定蔗糖转化反应的平均活化能；⼆、实验原理：蔗糖在⽔中⽔解成葡萄糖的反应为：C12H22O11+H20→ C6H12O6+C6H12O6蔗糖葡萄糖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，但与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=-kt+lnC0式中：C0为反应开始时蔗糖的浓度；C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，⽽与起始⽆关，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，当反应进⾏时，如测定体系的旋光度的改变就可以量度反应的进程。
⽽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[α]这⼀概念，并表⽰为：[α]20D=α*100/(L*C A)式中：20为实验时温度20℃；D为所⽤钠灯光源D线，波长589nm，α为旋光度；L为液层厚度（dm）；C为浓度（g*100mL -1），当其他条件不变时，即：A=K’C(K’在⼀定条件下是⼀常数)。
且当温度及测定条件⼀定时，其旋光度与反应物浓度有下列关系：反应时间为0时: α0=β反C0 (1)反应时间为t时: αt=β反C+β⽣（C0-C） (2)反应时间为∞时: α∞=β⽣C0 (3)联⽴以上三式： [（1）-（3）]/[（2）-（3）] 代⼊式（4）中，得：ln(αt-α∞)=-kt+ln(α0-α∞)由上式可以看出，以ln(αt-α∞) 对t 作图可得⼀直线，由直线斜率即可求得反应速度常数k ，由截距可得到α0值。
旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验报告。。
旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数一、实验目的：1、了解反应的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，掌握其基本使用方法；3、利用旋光法测定蔗糖水解反应的速率常数与半衰期。
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，反应常数以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，但与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=-kt +LnC式中：C为反应开始时蔗糖的浓度；C为t时间时的蔗糖的浓度。
当C=1/2C 0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，而与起始无关，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，当反应进行时，如测定体系的旋光度的改变就可以量度反应的进程。
而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[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-1），当其他条件不变时，即：α= βCβ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°，式中整个反应过程中，旋光度由右旋向左旋变化（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），且当温度及测定条件一定时，其旋光度与反应物浓度有下列关系：反应时间为0时: α0=β反C反应时间为t时: αt =β反C+β生（C-C）反应时间为∞时: α∞=β生C式中α0、αt、α∞为反应时间为0、t、∞时的溶液的旋光度。
旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验报告。。
旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数一、实验目的：1、了解反应的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，掌握其基本使用方法；3、利用旋光法测定蔗糖水解反应的速率常数与半衰期。
二、实验原理：蔗糖在水中水解成葡萄糖的反应为：C 12H22O11+H2O→C6H12O6(葡萄糖)+C6H12O6（果糖）为使水解反应加速，反应常数以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，但与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=-kt +LnC式中：C为反应开始时蔗糖的浓度；C为t时间时的蔗糖的浓度。
当C=1/2C 0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，而与起始无关，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，当反应进行时，如测定体系的旋光度的改变就可以量度反应的进程。
而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[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-1），当其他条件不变时，即：α= βCβ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°，式中整个反应过程中，旋光度由右旋向左旋变化（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），且当温度及测定条件一定时，其旋光度与反应物浓度有下列关系：反应时间为0时: α0=β反C反应时间为t时: αt =β反C+β生（C-C）反应时间为∞时: α∞=β生C 0式中α0、αt、α∞为反应时间为0、t、∞时的溶液的旋光度。
关于旋光法测定蔗糖转化反应的实验报告
关于旋光法测定蔗糖转化反应的实验报告篇一：旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验报告旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验报告一、实验名称：旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数二、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、了解反应的反应物浓度与旋光度之间的关系；3、测定蔗糖转化反应的速率常数。
三、实验原理蔗糖在水中水解成葡萄糖的反应为：C12H22O11+H20→ C6H12O6+C6H12O6蔗糖葡萄糖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，但与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=-kt+lnC0（1）式中：C0为反应开始时蔗糖的浓度；C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，而与起始无关，这是一级反应的一个特点。
本实验利用该反应不同物质蔗比旋光度不同，通过跟踪体系旋光度变化来指示lnC与t的关系。
在蔗糖水解反应中设β1、β2、β3分别为蔗糖、葡萄糖和果糖的旋光度与浓度的比例常数C12H22O11(蔗糖)+H20→ C6H12O6 (葡萄糖)+C6H12O6 (果糖)t=0C0β1 0 0 α= C0β1t=t Cβ1 ( C -C0)β2 ( C -C0)β3αt=Cβ1+( C -C0)β2+ ( C -C0)β3t=∞0β2C0 β2C0 α∞=β2C0+β2C0 由以上三式得：ln(αt-α∞)=-kt+ln(α0-α∞)由上式可以看出，以ln(αt-α∞) 对t 作图可得一直线，由直线斜率即可求得反应速度常数k 。
四、实验数据及处理：1. 蔗糖浓度：0.3817 mol/L HCl浓度：2mol/L2. 完成下表：=-1.913表1 蔗糖转化反应旋光度的测定结果五、作lnt~ t图，求出反应速率常数k及半衰期t1/2 求算过程：由计算机作图可得斜率=-0.02 既测得反应速率常数k=0.02t1/2 =ln2/k=34.66min 六、讨论思考：1．在测量蔗糖转化速率常数的，选用长的旋光管好？还是短的旋光管好？答：选用较长的旋光管好。
旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数
一、实验名称：旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数 二、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. 三、实验原理蔗糖在水中水解成葡萄糖与果糖的反应为 C12H22O11（蔗糖）+ H2OC6H12O6 （葡萄糖）+ C6H12O6（果糖）为使水解反应加速，反应常常以H+为催化剂。
由于在较稀的蔗糖溶液中，水是大量的，反应达终点时，虽然有部分水分子参加了反应，但与溶质（蔗糖）浓度相比可以认为它的浓度没有改变。
因此，在一定的酸度下，反应速度只与蔗糖的浓度有关，所以该反应可视为一级反应（动力学中称之为准一级反应）。
该反应的速度方程为：－dC/dt = kC其中Ｃ为蔗糖溶液的浓度，k 为蔗糖在该条件下的水解反应速度常数 该反应的半衰期与k 的关系为：t1/2 = ln2/k蔗糖、葡萄糖、果糖都是旋光性的物质，蔗糖、葡萄糖为右旋光性物质，旋光度分别为+56.6和+61.6。
而果糖为左旋光性物质，旋光度为-91.9。
实验中，在溶剂性质，溶液浓度，样品管长度及温度等条件均固定时，旋光度与反应物浓度呈线性关系，即：。
反应时间 t=0，蔗糖尚未转化： ；反应时间为 t ，蔗糖部分转化：； 反应时间 t=∞，蔗糖全部转化： ，联立上述三式并代入积分式可得：对ｔ作图可得一直线，从直线斜率可得反应速率常数k 。
c βα=00c 反βα=）（生反c t -+=0c c ββα0c 生βα=∞)ln()ln(0∞∞-+-=-ααααkt t )ln(∞-ααt 以四、实验数据及处理：1. 蔗糖浓度：0.2 g/ml HCl 浓度：4mol/L2. 完成下表：α∞=-3.473表1 蔗糖转化反应旋光度的测定结果t /min t αt αα∞-()ln t αα∞- t/min t α t αα∞-()ln t αα∞-19 2.390 5.863 1.769 22 1.555 5.028 1.615 25 0.9214.3941.480 28 0.3463.8191.340 31 -0.145 3.328 1.202 34 -0.5302.943 1.0790 37 -0.895 2.578 0.947 40 -1.240 2.233 0.803 43 -1.519 1.954 0.670 46 -1.782 1.691 0.525 49 -2.004 1.469 0.385 52 -2.221 1.252 0.225 55 -2.406 1.067 0.065 58 -2.578 0.895 -0.111 61 -2.726 0.747 -0.292 64 -2.845 0.628 -0.465 67 -2.962 0.511 -0.671五、作()ln t αα∞-~ t 图，求出反应速率常数k 及半衰期t 1/21、用origin作图203040506070-1.0-0.50.00.51.01.52.0BLinear Fit of Sheet1 BBAEquation y = a + b*xWeight No WeightiResidualSum ofSquares0.03385Pearson's r-0.99812Adj. R-Squa0.99599Value Standard ErrB Intercept 2.74620.03562B Slope-0.04947.83894E-4如下求算过程：由上图知直线斜率为-0.0494，则反应速率常数k=0.0494/min ,则半衰期t1/2=ln2/0.0494=14.03(min)六、讨论思考：1.配制蔗糖溶液时称量不够准确，对测量结果有否影响？答：没有影响，该实验对速率常数的求法为：以ln(αt-α∞)对t作图，所得直线的斜率求出反应速率常数k，由此可知蔗糖溶液的初始浓度对反应速率常数没有影响，所以没有影响。
旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数
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、实验原理蔗糖经酸性水解后，产生一分子葡萄糖和一分子果糖：C12H22O11(蔗糖)+H2O H +→C6H12O6(果糖)+C6H12O6(葡萄糖)该反应是一个二级反应，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，尽管有部分参与了反应，仍可近似地认为在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。
因此蔗糖的水解反应可看作假一级反应。
一级反应的速率方程为：−dCdt=KC式中，C为时间t时下反应物浓度，K为反应速率常数。
积分可得：ln C=−Kt+ln C0式中，C0为反应开始时反应物浓度。
当C=12C0时，时间t可用t12表示，即反应半衰期：t12=ln2K由lnC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K，进一步可计算得出半衰期。
因为蔗糖及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变化来度量反应进程。
本实验通过测定反应液的旋光度来求得蔗糖水解反应的速率常数K和半衰期t12。
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[α]D20来度量，比旋光度用下式表示：[α]D20=α∙100A式中，右上角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），α为测定的旋光度，l为样品长度（dm），CA为浓度（g/100mL）。
反应物蔗糖是右旋性物质，其比旋光度[α]D20=66.6°，生成的葡萄糖也是右旋性物质，其比旋光度[α]D20=52.5°，但是果糖是左旋性物质，其比旋光度[α]D20=−91.9°。
(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.因此随着反应的进行,体系的右旋角不断减小，反应至某一瞬间,体系的旋光度可恰好等于零,而后就变成左旋，直至蔗糖完全转化，这时左旋角达到最大值∞α。
关于旋光法测定蔗糖转化反应的实验报告_实验报告
关于旋光法测定蔗糖转化反应的实验报告_实验报告篇一：旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数试验报告旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数试验报告一、试验名称：旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数二、试验目的1、了解旋光仪的基本原理，把握旋光仪的正确用法方法；2、了解反应的反应物浓度与旋光度之间的关系； 3、测定蔗糖转化反应的速率常数。
三、试验原理蔗糖在水中水解成葡萄糖的反应为：C12H22O11+H20→ C6H12O6+C6H12O6蔗糖葡萄糖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，虽有部分水分子参与反应，但与溶质浓度相比认为它的浓度没有转变，故此反应可视为一级反应，其动力学方程式为：lnC=-kt+lnC0（1）式中：C0为反应开头时蔗糖的浓度；C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，而与起始无关，这是一级反应的一个特点。
本试验利用该反应不同物质蔗比旋光度不同，通过跟踪体系旋光度改变来指示lnC与t的关系。
在蔗糖水解反应中设β1、β2、β3分别为蔗糖、葡萄糖和果糖的旋光度与浓度的比例常数C12H22O11(蔗糖)+H20→ C6H12O6 (葡萄糖)+C6H12O6 (果糖)t=0C0β1 0 0 α= C0β1 t=t Cβ1 ( C -C0)β2 ( C -C0)β3αt=Cβ1+( C -C0)β2+ ( C -C0)β3t=∞0β2C0 β2C0 α∞=β2C0+β2C0 由以上三式得：ln(αt-α∞)=-kt+ln(α0-α∞)由上式可以看出，以ln(αt-α∞) 对t 作图可得始终线，由直线斜率即可求得反应速度常数k 。
四、试验数据及处理：1. 蔗糖浓度：0.3817 mol/L HCl浓度：2mol/L2. 完成下表：=-1.913表1 蔗糖转化反应旋光度的测定结果五、作lnt~ t图，求出反应速率常数k及半衰期t1/2 求算过程：由计算机作图可得斜率=-0.02 既测得反应速率常数k=0.02t1/2 =ln2/k=34.66min 六、商量思索：1．在测量蔗糖转化速率常数的，选用长的旋光管好？还是短的旋光管好？答：选用较长的旋光管好。
旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数
旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验原理：蔗糖在水中转化成葡萄糖与果糖，其反应为：C 12H 22O 11(蔗糖）+H 2O →C 6H 12O 6（葡萄糖)+C 6H 12O 6(果糖）；它是一个二级反应，在纯水中此反应的速度极慢，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+是催化剂，其浓度也保持不变。
因此蔗糖转化反应可以看作是一级反应。
一级反应的速率方程可由表示为：k c dtdc=-，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:kt c c -=0ln ln ,c 0为反应开始时反应物的浓度。
由此式中不难看出，在不同时间测定反应物的相应浓度，并以lnc 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。
其中当c=21c 0时，时间t 可以用t1/2表示，即为反应半衰期：t 1/2=k k 693.02ln =。
测量物质反应的仪器称为旋光仪。
溶液的旋光度和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 呈线性关系，即α=βc,此式中比例常数β与物质旋光能力、溶剂性质、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，比旋光度可表示为：[α]20D=α·100/l ·c A式中[α]20D 右上角的“20”是指实验时温度为20℃。
D 是旋光仪用钠灯光源D 线的波长（即589nm ），α为测得的旋光度（°），l 为样品管长度（dm ），cA 为浓度（g/mL ）。
作为反应物的蔗糖是右旋物质，其比旋光度[α]20D=66.6°；生成物中葡萄糖也是右旋物质，其比旋光度[α]20D=52.5°；果糖则是左旋物质，其比旋光度[α]20D=-91.9°.由于生成物呈现左旋物质，因此随着反应的进行，体系的右旋角不断减小，反应至某一瞬间，体系的旋光度可恰巧为零，而后就变成左旋，直至蔗糖完全转化，这时左旋角达到最大值α∞。
旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数
35℃:
B Linear Fit of DATA1_B
2.4
2.2
2.0
Y ln(a-a++)
1.8
1.6
1.4
1.2
1.0 10 15 20 25 30 35 40
X time(s)
Y= 2.74005+ -0.04191x 半衰期 t1/2=ln2/k=16.54min
所以 k=0.04191
四、实验步骤 1、恒温准备
将恒温水浴调至 30℃，并令循环水经由旋光仪中玻璃恒温夹套样品管。
2、旋光仪调零
①先洗净样品管，将管的一端加上盖子，并由另一端向管内灌满蒸馏水， 在上面形成一凸液面。 ②盖上玻璃片和套盖， 玻璃片紧贴于旋光管， 此时管内不应有气泡存在。 （装 样） ③用吸水纸将管外的水擦干，再用擦镜纸将样品管两端的玻璃片擦净，放入 旋光仪的光路中。 ④打开光源，调节目镜聚焦，使视野清晰，再旋转检偏镜至能观察到三分视 野（或二分视野）暗度相等为止。 ⑤记下检偏镜的旋光度 ，重复测量数次，取其平均值即为零点，用来校正 仪器系统误差。当读数圆盘有偏心时，左右两边读数不一致，此时应将左右两边 的平均值作为样品的旋光度值。
六、问题讨论
1、实验中，为什么蔗糖溶液可以粗略配制？ 答：初始浓度对于数据影响不大。速率常数 K 与温度和催化剂的浓度有关， 实验 测定反应速率常数 k， 以 ln(αt-α∞)对 t 作图， 由所得直线的斜率求出反应 速 率常数 k，与初始浓度无关。 2、实验中，用蒸馏水来校正旋光仪的零点，有何意义？ 答：蒸馏水无旋光性，消除旋光仪的系统误差。
旋光度 a 8.45 7.35 5.85 5.2 4.35 3.8 3.55 3.15 2.8 2.45 2.15 1.85 1.6 1.4 1.05 0.75 0.15 -0.15 -0.35 -0.55 -0.9 -3.74 -3.74
旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验报告
旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验报告一、实验名称：旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数二、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、了解反应的反应物浓度与旋光度之间的关系；3、测定蔗糖转化反应的速率常数。
三、实验原理蔗糖在水中水解成葡萄糖的反应为：C12H22O11+H20→ C6H12O6+C6H12O6蔗糖葡萄糖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，但与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=-kt+lnC0 （1）式中：C0为反应开始时蔗糖的浓度；C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，而与起始无关，这是一级反应的一个特点。
本实验利用该反应不同物质蔗比旋光度不同，通过跟踪体系旋光度变化来指示lnC与t的关系。
在蔗糖水解反应中设β1、β2、β3分别为蔗糖、葡萄糖和果糖的旋光度与浓度的比例常数C12H22O11(蔗糖)+H20→ C6H12O6 (葡萄糖)+C6H12O6 (果糖)t=0 C0β 1 0 0 α= C0β 1t=t Cβ 1 (C-C0)β 2 (C-C0)β 3 αt=Cβ1+(C-C0)β2+(C-C0)β3t=∞ 0β2C0 β2C0α∞=β2C0+ β2C0由以上三式得：ln(αt-α∞)=-kt+ln(α0-α∞)由上式可以看出，以ln(αt-α∞) 对t 作图可得一直线，由直线斜率即可求得反应速度常数k 。
四、实验数据及处理：1. 蔗糖浓度：0.3817 mol/L HCl浓度：2mol/L=-1.9132. 完成下表：α∞表1 蔗糖转化反应旋光度的测定结果五、作()ln t αα∞-~ t 图，求出反应速率常数k 及半衰期t 1/2 求算过程：1020304050607080-0.50.00.51.01.52.0l n (αt -α)t (min)由计算机作图可得斜率=-0.02 既测得反应速率常数k=0.02t 1/2 =ln2/k=34.66min 六、讨论思考：1．在测量蔗糖转化速率常数的，选用长的旋光管好？还是短的旋光管好？ 答：选用较长的旋光管好。
关于旋光法测定蔗糖转化反应的实验报告
关于旋光法测定蔗糖转化反应的实验报告篇一：旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验报告旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验报告一、实验名称：旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数二、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、了解反应的反应物浓度与旋光度之间的关系；3、测定蔗糖转化反应的速率常数。
三、实验原理蔗糖在水中水解成葡萄糖的反应为：C12H22O11+H20→ C6H12O6+C6H12O6蔗糖葡萄糖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，但与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=-kt+lnC0（1）式中：C0为反应开始时蔗糖的浓度；C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，而与起始无关，这是一级反应的一个特点。
本实验利用该反应不同物质蔗比旋光度不同，通过跟踪体系旋光度变化来指示lnC与t的关系。
在蔗糖水解反应中设β1、β2、β3分别为蔗糖、葡萄糖和果糖的旋光度与浓度的比例常数C12H22O11(蔗糖)+H20→ C6H12O6 (葡萄糖)+C6H12O6 (果糖) t=0C0β1 0 0 α= C0β1t=t Cβ1 ( C -C0)β2 ( C -C0)β3αt=Cβ1+( C -C0)β2+ ( C -C0)β3t=∞0β2C0 β2C0 α∞=β2C0+β2C0 由以上三式得：ln(αt-α∞)=-kt+ln(α0-α∞)由上式可以看出，以ln(αt-α∞) 对t 作图可得一直线，由直线斜率即可求得反应速度常数k 。
四、实验数据及处理：1. 蔗糖浓度：0.3817 mol/L HCl浓度：2mol/L2. 完成下表：=-1.913表1 蔗糖转化反应旋光度的测定结果五、作lnt~ t图，求出反应速率常数k及半衰期t1/2 求算过程：由计算机作图可得斜率=-0.02 既测得反应速率常数k=0.02 t1/2 =ln2/k=34.66min 六、讨论思考：1．在测量蔗糖转化速率常数的，选用长的旋光管好？还是短的旋光管好？答：选用较长的旋光管好。
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T3V3 1 T2V2 1
T3
T2
V2 V3
1
273K
22 U 3 8.314(1267 273)J 12.40103 J 2
H 5 8.314 (1267 273)J 20.66 103 J 2
S Qr / T 0
德州学院化学系
化学基础实验——物理化学部分
(1)今有1 mol单原子理想气体, 始态压力为1013 kPa, 体积为2 24 dm3. 经绝热向真空膨胀至体积为224 dm3. (2)又绝热可逆 地将膨胀后的上述气体压缩为224 dm3. 分别求(1), (2)两过 程的Q, W, U, H和S. 设CVm = 3R/2.
(1) 因 Q = 0, W = 0, U = Q + W = 0, 故 T = 0, H = 0
C为浓度(kg·m-3)。
化学基础实验——物理化学部分
实验原理
在蔗糖的水解反应中，反应物蔗糖是右旋 性物质,其比旋光度［α］20D=66.6°。产物中葡 萄糖也是右旋性物质，其比旋光度［α］ 20D=52.5°；而产物中的果糖则是左旋性物质， 其比旋光度［α］20D=-91.9°。因此，随着水解 反应的进行，右旋角不断减小，最后经过零点 变成左旋。旋光度与浓度成正比，并且溶液的 旋光度为各组成的旋光度之和。
德州学院化学V系1
2.24
化学基础实验——物理化学部分
1mol, pg
T1 = 273K p1 =1013kPa V1 = 224 dm3
1mol, pg (1) T2 = T1
Q = 0 p2 V2 = 22.4dm3
1mol, pg (2) T3 = ?
S = 0 p3 V3 = 224 dm3
德州学院化学系
化学基础实验——物理化学部分
实验原理
若反应时间为0，t，∞时溶液的旋光 度分别用α0，αt，α∞表示。则:
0=K反 C0 ∞ =K生 C0 t = K反 C + K生 （C0-C）
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化学基础实验——物理化学部分
实验原理
ln(αt-α∞)=-kt+ ln(α0-α∞)
以ln(αt-α∞)对t作图为一直线，由该直线的 斜率即可求得反应速率常数 k 。进而可求得半 衰期 t1/2
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化学基础实验——物理化学部分
仪器与药品
1.仪器 旋光仪（WZZ－2A2B自动旋光仪 ）;旋光
管;恒温槽;台称;停 表;烧杯;移液管(量 筒）; 2.药品
HCl溶液(4mol·dm-3); 蔗糖(分析纯)。
T1
p1V1 nR
1013 2.24 273K 8.314
1mol, pg
T1 = 273K p1 =1013kPa V1 = 224 dm3
1mol, pg (1) T2 = T1
Q = 0 p2 V2 = 22.4dm3
S nRlnV2 8.314ln 22.4 J·K 1 19.14J·K 1
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化学基础实验——物理化学部分
实验步骤
2.蔗糖水解过程中αt的测定
用台称称取10g蔗糖，放入100mL烧杯中， 加入50mL 蒸馏水配成溶液。
用移液管取25mL蔗糖溶液置于100mL烧杯中。
移取25mL 4mol·dm-3HCl溶 液迅速倒入蔗糖 中，并且在加入一半HCl时开始记时，将混合液 装满旋光管。装好擦净立刻置于旋光仪中，盖 上槽盖。测量不同时间t时溶液的旋光度αt。每 隔一分钟，读取一次旋光度，测定45分钟。
实验目的
1.了解蔗糖转化反应体系中各物质浓度与旋 光度之间 的关系。
2.测定蔗糖转化反应的速率常数和半衰期。
3.了解旋光仪的基本原理，掌握其使用方法。
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化学基础实验——物理化学部分
实验原理
蔗糖转化反应为:
C12H22O11+H2O → C6H12O6 + C6H12O6
蔗糖
葡萄糖 果糖
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化学基础实验——物理化学部分
实验步骤
3.α∞的测定： 将剩余的25mL蔗糖溶液与25mL 4mol·d
m-3HCl溶 液混合，置于50℃的恒温槽中， 恒温40min以加速反应，然后冷却至实验温 度，按上述操作，测定其旋光度，此值即 可认为是α∞
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化学基础实验——物理化学部分
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。 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 t为实验温度(℃);
D为光源波长;
α为旋光度;
当其它条件不变时，旋 光度α与浓度C成正比。
l为液层厚度(m);
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德州学院化学系
化学基础实验——物理化学部分
WZZ－2B自动旋光仪操作方法：
4.打开测量开关，这时数码管应有数字显示。
5.将装有蒸馏水或其它空白溶剂的试管放入 样品室，盖上箱盖，待示数稳定后，按清 零按钮。试管中若有气泡，应先让气泡浮 在凸颈处；通光面两端的雾状水滴，应用 软布揩干试管螺帽不宜旋得过紧，以免产 生应为，影响读数。试管安放时应注意标 记的位置和方向
WZZ－2B自动旋光仪操作方法：
1．将仪器电源插头插入220V交流电源，（要 求使用交流电子稳压器1KVA），并将接地可 靠接地。
2．向上打开电源开关，这时钠光灯的交流工 作状态下起辉，经5分钟钠光灯激活后，钠 光灯才发光稳定。
3.向上打开光源开关，（若光源开并扳上后， 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）。
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化学基础实验——物理化学部分
实验步骤
1.旋光仪零点的校正 ：
旋光管内注入蒸馏水，使管内无气泡存在。 旋紧套盖，勿使漏水。放入旋光仪中盖上槽盖， 打开光源，调节目镜使视野清晰，然后旋转检 偏镜至观察到的三分视野暗度相等为止，记下 检偏镜之旋转角α，重复操作三次，取其平均 值，即为旋光 仪的零点。
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，此反应可视为假一级反 应。其动力学方程为
k为反应速率常数;C为时间t时 的反应物浓度
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化学基础实验——物理化学部分
实验原理
反应的半衰期
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化学基础实验——物理化学部分
实验原理