旋光度法测定蔗糖转化反应的速率常数和活化能(精)

（六）旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数之老阳三干创作创作时间：二零二一年六月三十日一、目的要求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、了解旋光仪的基来源根基理, 掌握旋光仪的正确使用方法.二、仪器与试剂WZZ2B自动旋光仪, 样品管, 秒表, 恒温槽, 量筒, 锥形瓶, 蔗糖水溶液, 盐酸水溶液三、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）+ H2O C6H12O6 （葡萄糖）+ C6H12O6（果糖）为使水解反应加速, 反应经常以H+为催化剂.由于在较稀的蔗糖溶液中, 水是年夜量的, 反应达终点时, 虽然有部份水分子介入了反应, 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, 即都能使透过它们的偏振光的振动面旋转一定的角度, 称为旋光度, 以暗示.其中蔗糖、葡萄糖能使偏振光的振动面按顺时针方向旋转, 为右旋光性物质, 旋光度为正值.而果糖能使偏振光的振动面按逆时针方向旋转, 为左旋光性物质, 旋光度为负值.反应进程中, 溶液的旋光度变动情况如下：当反应开始时, t=0, 溶液只有蔗糖的右旋, 旋光度为正值, 随着反应的进行, 蔗糖溶液减少, 葡萄糖和果糖浓度增年夜, 由于果糖的左旋能力强于葡萄糖的右旋.整体来说, 溶液的旋光度随着时间而减少.当反应进行完全时, 蔗糖溶液为零, 溶液中只有葡萄糖和果糖, 这时, 溶液的旋光度为负值.可见, 反应过程中物质浓度的变动可以用旋光度来取代暗示.ln（ t－） = － k t ＋ln（0－）从上式可见, 以ln（ t－）对 t作图, 可得一直线, 由直线斜率可求得速度常数k.四、实验步伐1、从烘箱中取出锥形瓶.恒温槽调至55℃.2、开启旋光仪, 按下“光源”和“丈量”.预热10分钟后, 洗净样品管, 然后在样品管中装人蒸馏水, 丈量蒸馏水的旋光度, 之后清零.3、量取蔗糖和盐酸溶液各30毫升至干净干燥的锥形瓶, 盐酸倒入蔗糖中, 摇匀, 然后迅速用此溶液洗涮样品管3次, 再装满样品管, 放入旋光仪中, 开始记时.将锥形瓶放入恒温槽中加热, 待30分钟后取出, 冷却至室温.4、记时至2分钟时, 按动“复测”, 记录.如此, 每隔2分钟丈量一次, 直至30分钟（注意：数值为正值时使用“+复测”, 数值为负值时使用“复测”）.5、倒去样品管中的溶液, 用加热过的溶液洗涮样品管3次, 再装满样品管, 测其旋光值, 共测5次, 求平均值.五、实验数据记录、0.610 .六、数据处置蔗糖的转化反应速率K=0.0662半衰期：t12 =2Ink=0.693k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, 所测的旋光度αt是否需要零点校正?为什么?答：蒸馏水无旋光性, 消除旋光仪的系统误差；实验中, 所测的旋光度αt可以不校正零点, 因αtα∞ , 已将系统的零点误差消除失落.2.蔗糖溶液为什么可粗略配制?答：初始浓度对数据影响不年夜.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l n(αtα∞)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3.蔗糖的转化速度和哪些因素有关?答：温度, 催化剂得浓度、种类等.4.溶液的旋光度与哪些因素有关？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.5.反应开始时, 为什么将盐酸溶液倒入蔗糖溶液中, 而不是相反？答：因为盐酸是作为催化剂.若把蔗糖倒入盐酸傍边, 会招致反应液中盐酸的浓渡过年夜, 使得蔗糖在还没检测的时候就反应完全, 使实验存在很年夜误差.若那盐酸倒入蔗糖溶液中, 可以防止这种事情发生, 最年夜地降低了误差的呈现.八、实验结果与讨论：本实验测得蔗糖的转化反应速率K=0.0662 ,半衰期为10.47min, 测得的旋光度变动趋势是从年夜到小, 最终呈现负值.证明果糖的旋光度为负值, 并在数值上年夜于葡萄糖的旋光度值.而最终的旋光度几乎不变, 这说明反应几乎已经到达极限.通过该实验, 了解该反应的反应物浓度与旋光度之间的关系, 同时明白旋光仪的基来源根基理, 掌握旋光仪的正确使用方法.。

（六）旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数之马矢奏春创作创作时间：二零二一年六月三十日一、目的要求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、了解旋光仪的基来源根基理, 掌握旋光仪的正确使用方法.二、仪器与试剂WZZ2B自动旋光仪, 样品管, 秒表, 恒温槽, 量筒, 锥形瓶, 蔗糖水溶液, 盐酸水溶液三、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）+ H2O C6H12O6 （葡萄糖）+ C6H12O6（果糖）为使水解反应加速, 反应经常以H+为催化剂.由于在较稀的蔗糖溶液中, 水是年夜量的, 反应达终点时, 虽然有部份水分子介入了反应, 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, 即都能使透过它们的偏振光的振动面旋转一定的角度, 称为旋光度, 以暗示.其中蔗糖、葡萄糖能使偏振光的振动面按顺时针方向旋转, 为右旋光性物质, 旋光度为正值.而果糖能使偏振光的振动面按逆时针方向旋转, 为左旋光性物质, 旋光度为负值.反应进程中, 溶液的旋光度变动情况如下：当反应开始时, t=0, 溶液只有蔗糖的右旋, 旋光度为正值, 随着反应的进行, 蔗糖溶液减少, 葡萄糖和果糖浓度增年夜, 由于果糖的左旋能力强于葡萄糖的右旋.整体来说, 溶液的旋光度随着时间而减少.当反应进行完全时, 蔗糖溶液为零, 溶液中只有葡萄糖和果糖, 这时, 溶液的旋光度为负值.可见, 反应过程中物质浓度的变动可以用旋光度来取代暗示.ln（ t－） = － k t ＋ln（0－）从上式可见, 以ln（ t－）对 t作图, 可得一直线, 由直线斜率可求得速度常数k.四、实验步伐1、从烘箱中取出锥形瓶.恒温槽调至55℃.2、开启旋光仪, 按下“光源”和“丈量”.预热10分钟后, 洗净样品管, 然后在样品管中装人蒸馏水, 丈量蒸馏水的旋光度, 之后清零.3、量取蔗糖和盐酸溶液各30毫升至干净干燥的锥形瓶, 盐酸倒入蔗糖中, 摇匀, 然后迅速用此溶液洗涮样品管3次, 再装满样品管, 放入旋光仪中, 开始记时.将锥形瓶放入恒温槽中加热, 待30分钟后取出, 冷却至室温.4、记时至2分钟时, 按动“复测”, 记录.如此, 每隔2分钟丈量一次, 直至30分钟（注意：数值为正值时使用“+复测”, 数值为负值时使用“复测”）.5、倒去样品管中的溶液, 用加热过的溶液洗涮样品管3次, 再装满样品管, 测其旋光值, 共测5次, 求平均值.五、实验数据记录、0.610 .六、数据处置蔗糖的转化反应速率K=0.0662半衰期：t12 =2Ink=0.693k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, 所测的旋光度αt是否需要零点校正?为什么?答：蒸馏水无旋光性, 消除旋光仪的系统误差；实验中, 所测的旋光度αt可以不校正零点, 因αtα∞ , 已将系统的零点误差消除失落.2.蔗糖溶液为什么可粗略配制?答：初始浓度对数据影响不年夜.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l n(αtα∞)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3.蔗糖的转化速度和哪些因素有关?答：温度, 催化剂得浓度、种类等.4.溶液的旋光度与哪些因素有关？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.5.反应开始时, 为什么将盐酸溶液倒入蔗糖溶液中, 而不是相反？答：因为盐酸是作为催化剂.若把蔗糖倒入盐酸傍边, 会招致反应液中盐酸的浓渡过年夜, 使得蔗糖在还没检测的时候就反应完全, 使实验存在很年夜误差.若那盐酸倒入蔗糖溶液中, 可以防止这种事情发生, 最年夜地降低了误差的呈现.八、实验结果与讨论：本实验测得蔗糖的转化反应速率K=0.0662 ,半衰期为10.47min, 测得的旋光度变动趋势是从年夜到小, 最终呈现负值.证明果糖的旋光度为负值, 并在数值上年夜于葡萄糖的旋光度值.而最终的旋光度几乎不变, 这说明反应几乎已经到达极限.通过该实验, 了解该反应的反应物浓度与旋光度之间的关系, 同时明白旋光仪的基来源根基理, 掌握旋光仪的正确使用方法.。

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)β3 t=∞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。

实验七 一级反应——蔗糖的转化一、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。

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αt 与α∞的测定方法。

3．了解旋光仪的构造及使用方法。

三、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，此反应可视为假一级反应。

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 21== (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：c l 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。

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°。

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∞。

关于旋光法测定蔗糖转化反应的实验报告（经典版）编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制单位：__________________编制时间：____年____月____日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数一、目的要求1.测定蔗糖转化反应的速率常数k 、半衰期21/t 和活化能Ea2.了解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、实验原理蔗糖在水中转化成葡萄糖与果糖,其反应为: C 12H 22O 11 + H 2O → C 6H 12O 6 + C 6H 12O 6 (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+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+作为催化剂,其浓度也保持不变.因此蔗糖转化反应可近似为一级反应。

一级反应的速率方程可由下式表示: kcdt dc =- ......... (12.1)c 为时间t 时的反应物浓度,k 为反应速率常数。

积分可得:c kt c ln ln +-= .........(12.2)c 为反应开始时反应物浓度。

当050c c .=时,可用21/t 表示反应时间,既为反应的半衰期:kt 221ln /=.........(12.3)从(12.2)式不难看出,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 o 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 呈线性关系,即:ca β=.........(12.4)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。

物质的旋光能力用比旋光度来度量,比旋光度用下式表示:A20D C L a a ⨯=][ ......(12.5)式中20D][a 右上角的“20”表示实验时温度为20℃,D 是指用钠灯光源D 线的波长(即589nm),a 为测得的旋光度(o),L 为样品管长度(dm),CA 为试样浓度(g/ml)。

旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数一、目的要求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与半衰期。

二、基本原理蔗糖在水中水解成葡萄糖的反应为:C12Ｈ２2Ｏ1１(蔗糖)+Ｈ2O C6H12O6(葡萄糖)＋C6H12Ｏ６(果糖)这就是一个二级反应,但在H+浓度与水量保持不变时,反应可视为一级反应,速率方程式可表示为:式中C为时间t时的反应物浓度,k为反应速率常数。

上式积分可得:C0为反应开始时反应物浓度。

当Ｃ=０、５C0时,可用t1/２表示,既为反应半衰期:t1/２＝lｎ２／k ＝0.69３／k从可瞧出,在不同时间测定反应物的相应浓度,并以ln对ｔ作图,可得一直线,由直线斜率既可得反应速率常数k。

然而反应就是在不断进行的,要快速分析出反应物的浓度的困难的。

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。

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。

物质的旋光能力用比旋光度来度量,比旋光度用下式表示:［α]D 20=α×100 / l×CＡ(1６—５)式中[α]D20右上角的“20”表示实验时温度为2０℃,D就是指用钠灯光源D线的波长(即５89nm),α为测得的旋光度( o),l为样品管长度(dm),CＡ为浓度( g/100mL )。

作为反应物的蔗糖就是右旋性物质,其比旋光度[α]Ｄ20＝ 66、6ｏ;生成物中葡萄糖也就是右旋性物质,其比旋光度[α］D20= ５2.5o,但果糖就是左旋性物质,其比旋光度[α]D２0= －９１、9o。

实验八旋光法测定‎蔗糖转化反‎应的速率常‎数【目的要求】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，计算反应的‎半衰期，并根据阿伦‎尼乌斯公式‎求算蔗糖转‎化的活化能‎。

2、了解旋光仪‎的基本原理‎、掌握使用方‎法。

3 了解一级反‎应速率公式‎及动力学特‎点，熟悉准一级‎反应的速率‎公式。

【基本原理】蔗糖在水中‎水解成葡萄‎糖与果糖的‎反应为C12H2‎2O11 + H2O C6H12‎O6 + C6H12‎O6蔗糖葡萄糖果糖为使水解反‎应加速，反应常常以‎H3O+为催化剂，故在酸性介‎质中进行，本实验采用‎2M HCl。

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‎度常数令蔗糖开始‎水解反应时‎的浓度Ｃ０‎，水解到某时‎刻时的蔗糖‎浓度为Ｃt‎，对上式进行‎积分得：lnC0/Ct = k t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，即都能使透‎过它们的偏‎振光的振动‎面旋转一定‎的角度，称为旋光度‎，以表示。

其中蔗糖、葡萄糖能使‎偏振光的振‎动面按顺时‎针方向旋转‎，为右旋光性‎物质，旋光度为正‎值。

而果糖能使‎偏振光的振‎动面按逆时‎针方向旋转‎，为左旋光性‎物质，旋光度为负‎值。

量度旋光度‎的仪器为旋‎光仪，当温度、波长及溶剂‎一定时，旋光度的数‎值为：＝ l Cm或= l Cl ——液层厚度，即盛装溶液‎的旋光管的‎长度，Cm ，Ｃ——旋光物质的‎质量摩尔浓‎度，体积摩尔浓‎度——比旋光度，t为温度，Ｄ为所用光‎源的波长。

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。

物理化学――旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数
旋光法是一种用于测定物质旋光性质的方法，通过测量物质对偏振光的偏转角度来确定旋光度。

在物理化学中，旋光法可以用于测定化学反应的速率常数。

对于蔗糖的转化反应，旋光法可以用来测量反应物蔗糖的旋光度随时间的变化，从而得到蔗糖转化反应的速率常数。

具体测定方法如下：
1. 准备装置：使用一个旋光仪或偏振光仪来测量蔗糖溶液的旋光度。

装置中需要有一个光源、一个载物池和一个旋光度检测器。

2. 准备试剂：制备一系列蔗糖溶液，浓度逐渐增大或减小。

可以通过称量蔗糖和加入适量的溶剂来制备。

3. 测量旋光度：将蔗糖溶液加入到载物池中，然后通过旋光仪或偏振光仪测量蔗糖溶液的旋光度。

每隔一段时间，记录一次旋光度值。

4. 绘制旋光度随时间变化的曲线：将测得的旋光度值与时间绘制成图表，可以得到一个旋光度随时间变化的曲线。

5. 速率常数的计算：根据测得的旋光度随时间变化的曲线，可以使用反应速率方程计算蔗糖转化反应的速率常数。

需要注意的是，蔗糖转化反应的速率常数可能会受到溶液的温
度、pH值以及其他条件的影响。

因此，在实验中应该尽可能控制这些条件，以确保得到准确的结果。

同时，实验过程中还需要注意安全操作，避免接触到化学品和使用的仪器设备。

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∞。

目的要求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、仪器与试剂WZZ-2B 自动旋光仪，样品管，秒表，恒温槽，量筒，锥形瓶，蔗糖水溶液，盐酸水溶液三、实验原理蔗糖在水中水解成葡萄糖与果糖的反应为屮C12H22O11（蔗糖）+H2OC6H1206（葡萄糖）+C6H1206（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：一dC/dt 二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：11/2=ln2/k蔗糖、葡萄糖、果糖都是旋光性的物质，即都能使透过它们的偏振光的振动面旋转一定的角度，称为旋光度，以口表示。

其中蔗糖、葡萄糖能使偏振光的振动面按顺时针方向旋转，为右旋光性物质，旋光度为正值。

而果糖能使偏振光的振动面按逆时针方向旋转，为左旋光性物质，旋光度为负值。

反应进程中，溶液的旋光度变化情况如下：（六）旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数当反应开始时，t=0,溶液只有蔗糖的右旋，旋光度为正值，随着反应的进行，蔗糖溶液减少，葡萄糖和果糖浓度增大，由于果糖的左旋能力强于葡萄糖的右旋。

整体来说，溶液的旋光度随着时间而减少。

当反应进行完全时，蔗糖溶液为零，溶液中只有葡萄糖和果糖，这时，溶液的旋光度为负值。

可见，反应过程中物质浓度的变化可以用旋光度来代替表示。

ln（at—皿血）=—kt+ln（口0—皿血）从上式可见，以ln（工t—）对t作图，可得一直线，由直线斜率可求得速度常数k。

四、实验步骤1、从烘箱中取出锥形瓶。

恒温槽调至55°C。

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。

实验十五 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、基本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：H 122211261266126C H O ()H OC H O ()C H O ++⎯⎯→+蔗糖葡萄糖（果糖） 这是一个二级反应，在纯水中此反应的速率极慢，通常需要在H +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，其动力学方程由下式表示：dc kc dt −= （） II-15-1式中，k 为反应速率常数；为时间时的反应物浓度。

上式积分可得： t c 0ln ln c kt c =−+ （）II-15-20c 为反应物的初始浓度。

当012c c =时，可用t 12t 表示，即为反应的半衰期。

由（）式可得： II-15-21ln 20.693t k k== （） II-15-3由（）式可看出，测定不同反应时间的反应物浓度c ，并以对t 作图，可得到一条直线，直线斜率即为-k ，由此可求得反应速率常数k 。

II-15-2ln c 然而在不断进行的反应中，要快速测定反应物的剩余浓度是困难的，因此必须借助其它的办法。

联想到蔗糖及其分解产物均为旋光性物质，而且其各自的旋光能力不同，因此可利用体系在反应过程中旋光度的变化来度量反应的进程。

物质的旋光度可用旋光仪来测量。

除了取决于被测分子自身的立体结构特征外，溶液的旋光度还与溶液中所含旋光物质的种类、浓度、旋光能力、溶剂性质、样品管长度、光源波长及温度等因素有关。

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c αβ= （）II-15-4β与物质的旋光能力、溶剂性质、样品管长度及温度等有关。

旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数一.目的要求1.测定蔗糖转化反应的速率常数k 、半衰期21/t 和活化能Ea2.了解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.基本原理蔗糖在水中转化成葡萄糖与果糖,其反应为:C 12H 22O 11 + H 2O → C 6H 12O 6 + C 6H 12O 6(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 +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 +作为催化剂,其浓度也保持不变.因此蔗糖转化反应可近似为一级反应。

一级反应的速率方程可由下式表示: kc dtdc =- ......... (12.1) c 为时间t 时的反应物浓度,k 为反应速率常数。

积分可得:0c kt c ln ln +-= .........(12.2)0c 为反应开始时反应物浓度。

当050c c .=时,可用21/t 表示反应时间,既为反应的半衰期:kt 221ln /= .........(12.3) 从(12.2)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 o 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 呈线性关系,即:c a β=.........(12.4)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。

物质的旋光能力用比旋光度来度量,比旋光度用下式表示:A20D C L a a ⨯=][ ......(12.5) 式中20D ][a 右上角的“20”表示实验时温度为20℃,D 是指用钠灯光源D 线的波长(即589nm),a 为测得的旋光度(o ),L 为样品管长度(dm),C A 为试样浓度(g/ml)。