实验八蔗糖的转化
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2.蔗糖溶液为什么可粗略配制？ 3.蔗糖的转化速率常数k与哪些因素有关？ 4.试分析本实验误差来源，怎样减少实验误差？
lnt kt ln0 (11)
由式（11）可见，以 lnt 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。
根据阿累尼乌斯公式
ln k2 Ea T2 T1
k1
RT1T2
，
可求出蔗糖转化反应的活化能Ea。
六、数据处理
1.设计实验数据表，记录温度、盐酸浓度、 αt、α∞等数
据，计算不同时刻的 ln t 2.以 lnt 对t作图，由所得直线的斜率求出反应的速
率常数k。 3.计算蔗糖转化反应的半衰期t1/2 4.由两个温度下测得的k值计算反应的活化能。
七、思考题
1.实验中，为什么用蒸馏水来校正旋光仪的零点？在 蔗糖转化反应过程中，所测得旋光度αt是否需要零 点校正？为什么？
三、仪器试剂
旋光仪1台 旋光管1只 恒温槽1台 台秤1台 停表1块 烧杯1只（100mL） 移液管2支（25mL） 带塞三角瓶2只（100mL） HCl（3 mol/L） 蔗糖（A.R.）
四、实验步骤
1.将恒温槽调至（25.0±0.1）℃，旋光管中接上恒温 水。
2.旋光仪零点的校正 3.蔗糖水解过程中αt测定 4.α∞的测定 5.将恒温槽调节到（ 30.0±0.1）℃恒温，按实验步
骤3、4测定30.0℃时的αt及α∞
五、实验注意事项
1.装样品时，旋光管管盖旋至不漏液体即可，不要用 力过猛，以免压碎玻璃片。
2.在测定α∞时，通过加热使反应速度加快转化完全。
但加热温度不要超过60℃，加热过程要防止水的挥 发致使溶液浓度变化。 3.由于酸对仪器有腐蚀，操作时应特别注意，避免酸 液滴漏到仪器上。实验结束后必须将炫光管洗净。
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：
t
D
lc
(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
由式（4）可知，当其他条件不变时，旋光度α与浓度C成正 比，即
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。
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
2D0 66.60
产物中葡萄糖也是右旋物质，其比旋光度 2D0 52.50
而产物中的果糖是左旋物质，其比旋光度 2D0 91.90
式(6)、(7)中的K生，K反分别为对应反应物与产物之比例常数。
t K反c K生c0 c
(8)
由（6）（7）（8）三式可以解得：
C0
0
K反 K生
K' 0
(9)
C
t
K反 K生
K ' t
(10)
将（9）（10）代入式（2）即得：
糖浓度可以被反应体系在该时刻的旋光度α与反应终了时 旋光度
α∞之差所替代的依据。 2. 测定蔗糖转化的速率常数的半衰期。 3. 了解旋光仪的基本原理，掌握其使用方法。
二、实验原理
实验装置图如下图所示。
图8-1 蔗糖的转化实验装置图
• 蔗糖转化反应: C12H 22O11 H 2O C6H12O6 C6H12O6
•
蔗糖
葡萄糖 果糖
• 为使水解反应加速，常以酸为催化剂，故反应中酸性介质
中进行。由于反应中水是大量存在的，尽管有部分水分子
参加了反应，但仍可近似地认为整个反应中水电浓度是恒
定的。而H+是催化剂，其浓度也保持不变。因此，蔗糖转
化反应可视为一级反应。其动力学方程为
•
•
dc kc
(1)
dt
• 式中，k为反应的速率常数；c为时间t时代反应物浓度。
实验八 蔗糖的转化
一、实验目的要求 二、实验原理 三、仪器试剂 四、实验步骤 五、实验注意事项 六、数据处理 七、思考题
一、实验目的要求
在化学反应的进行过程中，参与反应各物质的浓度在不 断变化，直接测定不同时刻的浓度往往是困难的，甚至是不 可能的。本实验是利用物质的旋光性来研究蔗糖的水解反应。 本实验教学要求： 1. 了解在蔗糖水解反应的动力学方程中，任何时刻t的蔗
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。旋光度与浓度呈正比，并且溶液的旋光度为各
组成的旋光度之和，若反应时间为0，t，∞时溶液的旋光度分
别用 0 , t , 表示，则
0 K反c0 (表示蔗糖未转化) (6)
K生c0 (表示蔗糖已完全转化) (7)
• 将式（1）积分得
•
ln c kt ln c0
(2)
• c0：反应物的初始浓度。
Hale Waihona Puke Baidu •
当
c
c0 2
时，t可用t1/2表示，即反应的半衰期。由式（2）得：
ln 2 0.693
•
t1/ 2 k k
• 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过
lnt kt ln0 (11)
由式（11）可见，以 lnt 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。
根据阿累尼乌斯公式
ln k2 Ea T2 T1
k1
RT1T2
，
可求出蔗糖转化反应的活化能Ea。
六、数据处理
1.设计实验数据表，记录温度、盐酸浓度、 αt、α∞等数
据，计算不同时刻的 ln t 2.以 lnt 对t作图，由所得直线的斜率求出反应的速
率常数k。 3.计算蔗糖转化反应的半衰期t1/2 4.由两个温度下测得的k值计算反应的活化能。
七、思考题
1.实验中，为什么用蒸馏水来校正旋光仪的零点？在 蔗糖转化反应过程中，所测得旋光度αt是否需要零 点校正？为什么？
三、仪器试剂
旋光仪1台 旋光管1只 恒温槽1台 台秤1台 停表1块 烧杯1只（100mL） 移液管2支（25mL） 带塞三角瓶2只（100mL） HCl（3 mol/L） 蔗糖（A.R.）
四、实验步骤
1.将恒温槽调至（25.0±0.1）℃，旋光管中接上恒温 水。
2.旋光仪零点的校正 3.蔗糖水解过程中αt测定 4.α∞的测定 5.将恒温槽调节到（ 30.0±0.1）℃恒温，按实验步
骤3、4测定30.0℃时的αt及α∞
五、实验注意事项
1.装样品时，旋光管管盖旋至不漏液体即可，不要用 力过猛，以免压碎玻璃片。
2.在测定α∞时，通过加热使反应速度加快转化完全。
但加热温度不要超过60℃，加热过程要防止水的挥 发致使溶液浓度变化。 3.由于酸对仪器有腐蚀，操作时应特别注意，避免酸 液滴漏到仪器上。实验结束后必须将炫光管洗净。
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：
t
D
lc
(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
由式（4）可知，当其他条件不变时，旋光度α与浓度C成正 比，即
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。
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
2D0 66.60
产物中葡萄糖也是右旋物质，其比旋光度 2D0 52.50
而产物中的果糖是左旋物质，其比旋光度 2D0 91.90
式(6)、(7)中的K生，K反分别为对应反应物与产物之比例常数。
t K反c K生c0 c
(8)
由（6）（7）（8）三式可以解得：
C0
0
K反 K生
K' 0
(9)
C
t
K反 K生
K ' t
(10)
将（9）（10）代入式（2）即得：
糖浓度可以被反应体系在该时刻的旋光度α与反应终了时 旋光度
α∞之差所替代的依据。 2. 测定蔗糖转化的速率常数的半衰期。 3. 了解旋光仪的基本原理，掌握其使用方法。
二、实验原理
实验装置图如下图所示。
图8-1 蔗糖的转化实验装置图
• 蔗糖转化反应: C12H 22O11 H 2O C6H12O6 C6H12O6
•
蔗糖
葡萄糖 果糖
• 为使水解反应加速，常以酸为催化剂，故反应中酸性介质
中进行。由于反应中水是大量存在的，尽管有部分水分子
参加了反应，但仍可近似地认为整个反应中水电浓度是恒
定的。而H+是催化剂，其浓度也保持不变。因此，蔗糖转
化反应可视为一级反应。其动力学方程为
•
•
dc kc
(1)
dt
• 式中，k为反应的速率常数；c为时间t时代反应物浓度。
实验八 蔗糖的转化
一、实验目的要求 二、实验原理 三、仪器试剂 四、实验步骤 五、实验注意事项 六、数据处理 七、思考题
一、实验目的要求
在化学反应的进行过程中，参与反应各物质的浓度在不 断变化，直接测定不同时刻的浓度往往是困难的，甚至是不 可能的。本实验是利用物质的旋光性来研究蔗糖的水解反应。 本实验教学要求： 1. 了解在蔗糖水解反应的动力学方程中，任何时刻t的蔗
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。旋光度与浓度呈正比，并且溶液的旋光度为各
组成的旋光度之和，若反应时间为0，t，∞时溶液的旋光度分
别用 0 , t , 表示，则
0 K反c0 (表示蔗糖未转化) (6)
K生c0 (表示蔗糖已完全转化) (7)
• 将式（1）积分得
•
ln c kt ln c0
(2)
• c0：反应物的初始浓度。
Hale Waihona Puke Baidu •
当
c
c0 2
时，t可用t1/2表示，即反应的半衰期。由式（2）得：
ln 2 0.693
•
t1/ 2 k k
• 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过