蔗糖水解反应速率常数的测定--另一种方法

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。

蔗糖水解反应速率常数的测定实验报告实验报告：蔗糖水解反应速率常数的测定摘要：本实验旨在测定蔗糖水解反应速率常数。

实验采用酵母发酵蔗糖的方法，通过观察产生的CO2气体的体积变化来确定反应速率。

实验数据经过处理后，通过线性回归法求得反应速率常数。

实验结果表明，在一定温度范围内，反应速率与蔗糖浓度呈线性关系。

此外，本实验也揭示了酵母酶活性受温度影响较大，随着温度升高，酵母酶活性增强，反应速率也加快。

引言：蔗糖水解反应是糖酵母发酵的过程，并伴随着CO2气体的产生。

通过研究蔗糖水解反应速率常数，可以了解各种因素对反应速率的影响，以及蔗糖酵母发酵的机理。

本实验将通过实验测定蔗糖水解反应速率常数，并分析温度对反应速率的影响。

实验方法：1.准备工作：-将实验室器材清洗干净。

-准备一定浓度的蔗糖溶液。

-调节酵母的浓度。

2.实验步骤：-在试管中加入一定量的蔗糖溶液和酵母溶液。

-用实验室标准气密管连接试管，并将气密管的一端浸入水中。

-观察并记录水面上升的气泡体积变化。

-按照一定时间间隔记录气泡体积，并记录温度。

3.数据处理：-根据每个时间间隔的气泡体积变化，计算反应速率。

-绘制反应速率与蔗糖浓度的关系图。

-运用线性回归法求得反应速率常数。

结果与讨论：实验数据还表明，随着温度的升高，反应速率也会加快。

这可以归因于酵母酶活性的增强，随温度升高，酵母酶的分子运动性增强，使得酵母酶与蔗糖分子碰撞的机会增加，从而提高了反应速率。

根据实验数据，使用线性回归法求得了蔗糖水解反应速率常数。

表1列出了不同温度下的反应速率常数及相关系数。

可以看出，随着温度的升高，反应速率常数增大，且相关系数也相对较高，说明获取的实验数据较为可靠。

结论：本实验通过酵母发酵蔗糖的方法，测定了蔗糖水解反应速率常数，并研究了温度对反应速率的影响。

实验结果表明，在一定温度范围内，反应速率与蔗糖浓度呈线性关系，同时反应速率随温度的升高而增加。

这一研究有助于深入理解蔗糖酵母发酵的机理，并对相关工业生产和食品加工有一定参考价值。

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。

3．学习用Origin 或Excel 处理实验数据。

二、实验原理蔗糖在水中水解成葡萄糖与果糖的反应为：122211261266126HC H O H O C H O C H O ++−−→+蔗糖葡萄糖果糖为使水解反应加速，反应常常以H 3O +作催化剂，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：dckc dt -= （7-1） 或 01ln ck t c= （7-2）式中：0c 为反应开始时蔗糖的浓度，c 为时间t 时蔗糖的浓度。

当0/2c c =时，t 可用1/2t 表示，即为反应的半衰期。

1/2ln 2t k=（7-3） 上式说明一级反应的半衰期只决定于反应速度常数k 而与反应物起始浓度无关，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α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[]α这一概念并以下式表示[]tD lcαα=（7-4）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），式可写成： []/100tD l m αα=⋅或 []tD lc αα= （7-5）由（7-5）式可以看出，当其他条件不变时，旋光度α与反应物浓度成正比，即Kc α= （7-6）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。

蔗糖水解速率常数的测定实验报告蔗糖水解速率常数的测定实验报告一、实验目的本实验旨在测试蔗糖水解速率常数，分析其对于不同反应条件下蔗糖水解反应的影响。

二、实验原理蔗糖水解反应是一种重要的生物学反应，是蔗糖在水中分解为乙醇和乙酸的过程。

蔗糖水解反应的反应速率是由反应温度、pH值及催化剂等因素所决定的, 这些因素都会影响蔗糖水解反应的速率。

蔗糖水解速率常数（K）是由Arrhenius方程式描述的，它是表征不同反应条件下蔗糖水解反应速率的重要参数。

三、实验装置1. 反应槽：使用500ml的容量的反应槽，可以控制反应温度。

2. 电热板：用于控制反应温度。

3. 分光光度计：用于测量反应液的UV-Vis吸收值，以确定蔗糖含量。

4. 搅拌机：用于搅拌反应液，保证反应均匀。

5. pH计：用于测量反应液的pH值，以确定反应环境。

四、实验步骤1. 将反应槽置于电热板上，调节温度，将温度控制在50℃左右。

2. 将100mL的水加入反应槽中，然后添加0.1mol/L 的碳酸钠溶液，使pH值为7.0。

3. 将1g的蔗糖加入反应液中，然后添加0.001mol/L 的金属氢氧化物催化剂。

4. 使用搅拌机均匀搅拌，使反应液中的蔗糖能够被催化剂水解。

5. 每隔5min，将反应液取出，用分光光度计测量它的UV-Vis吸收值，以确定蔗糖含量。

6. 重复上述步骤，测定反应温度下蔗糖水解速率常数K。

五、实验结果根据实验测定，50℃时，蔗糖水解速率常数K为0.15 min-1。

六、实验结论本实验结果表明，50℃时，蔗糖水解速率常数K为0.15 min-1，说明反应温度对蔗糖水解反应的速率有显著的影响。

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。

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。

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成葡萄糖和果糖，反应式如下：C12H22O11+H2O → C6H12O6 + C6H12O6 (1)（蔗糖，右旋）（葡萄糖，右旋）（果糖，左旋）为使水解反应加速，常以H+为催化剂，故在酸性介质中进行。

此反应的速度与蔗糖浓度、水浓度和催化剂H+浓度。

因此反应中水大量存在，且在终点时仍有水，故此反应可视为一级反应，动力学方程为：－dcdt= kc 积分后得：lnc0c t= kt 或ln c t =－kt + ln c0(2)式中，c为反应开始的浓度，c为时间t的蔗糖浓度，k为水解反应时的速度常数。

从（2）式可看出在不同的时间测定反应物的农地，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。

由于蔗糖是右旋的，水解混合物是左旋的，偏振面的转移角度称为旋光度，以α表示。

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 = βc （3）式中β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。

物质的旋光能力用比旋光度【α】来表示。

蔗糖是右旋性物质，葡萄糖也是右旋性物质，果糖是左旋性物质，它们的比旋光度为：【α蔗】D20℃= 66.65°，【α葡】D20℃= 52.5°，【α果】D20℃ = －91.9°(4)正值右旋，负值左旋，D：钠光灯源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。

若以α0 ，αt，α∞分别为反应时间0，t，∞时溶液的旋光度，则可到处： c0 ∝（α0－α∞），c t ∝ (αt－α∞) (5)上式中ln（αt－α∞）对t作图，所得直线的斜率即可求得反应速度常数k。

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。

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。

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。

蔗糖水解反应速率常数的测定实验目的（1）明了旋光度法测定化学反应速率的原理；（2）测定蔗糖水解反应速率常数；（3）掌握旋光仪的使用方法；（4）掌握用图解法求反应速率常数。

实验原理蔗糖溶液在H +离子存在时，按下式进行水解：C 12H 22O 11 + H 2O → C 6H 12O 6 + C 6H 12O 6蔗糖 葡萄糖 果糖时间t =0 c 0 0 0t =t c 0-c x c x c xt =∞ 0 c 0 c 0其中，c 0为反应物初始浓度，c x 为反应进行至t 时间的产物浓度，c 0-c x 为反应进行t 时间后反应物的浓度。

此反应中H +离子为催化剂。

当H +离子浓度一定时，此反应在某时间t 的反应速率与蔗糖及水浓度一次方的乘积成正比，故为二级反应。

由于在反应过程中水是大大过量，故认为水的浓度在反应过程中不变，这样蔗糖水解反应就可以作为一级反应处理，起速率方程的积分式为：xc c c t k -=00lg 303.2 （1） 式中，c 0为反应开始时蔗糖的浓度；c 0-c x 为反应至时间t 时蔗糖的浓度；k 为速率常数。

若测得在反应过程中不同时刻对应的蔗糖浓度，代入上式就可以求出此反应的速率常数k 。

而测定各时间所对应的反应物浓度的方法有化学方法与物理方法两种。

化学方法是在反应过程中反应进行若干时间，取出一部分反应混合物，并让其迅速停止反应，记录时间，然后分析与此时间相对应的反应物浓度。

但是要时反应迅速停止在实验上是很困难的，因而所分析的浓度总与取样的时间存在偏差，所以此方法是不够准确的；而物理方法则是利用反应系统中某一物理性质（如电导率、折射率、旋光度、吸收光谱、体积、气压等）与反应物的浓度有直接关系时，通过测量该物理性质的变化就可相应知道反应物浓度的改变。

不过对物理性质有以下要求：（1）物理性质和反应物的浓度要有简单的线性关系，最好是正比关系；（2）在反应过程中反应系统的物理性质要有明显的变化；（3）不能有干扰因素。

旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数-实验报告（六）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C12H22O11（蔗糖）+ H2O C6H12O6 （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，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。

反应进程中，溶液的旋光度变化情况如下：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 （ 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。

蔗糖水解反应速度常数的测定一、实验目的1、了解旋光仪的基本原理、掌握其正确的操作技术。

2、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和半衰期。

二、基本原理1. 蔗糖的转化可看作一级反应蔗糖在H + 催化作用下水解为葡萄糖和果糖，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 果糖此反应的反应速率与蔗糖的浓度、水的浓度以及催化剂H +的浓度有关。

但在反应过程中，由于水是大量的，可以认为水的浓度基本不变，且H + 是催化剂，其浓度也保持不变，故反应速率只与蔗糖的浓度有关，而反应速率与反应物浓度的一次方成正比的反应称为一级反应，所以蔗糖的转化反应视为一级反应。

(1) 反应速率公式和半衰期 r kc = (1)k —反应速率常数，为单位浓度时的反应速率, r —反应速率。

r 也可以写为r dc kc dt-== (2) t 反应时间，c 为时间 t 时蔗糖的浓度。

不定积分：ln c kt C =-+ (3)C 积分常数，当0=t 时，0ln C c =0c 蔗糖的起始浓度，代入上式可得定积分式cc t k 0ln 1= (4) 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 = (5) 解得 k k t 6932.02ln 2/1==(6)（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C 。

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。

蔗糖水解速率常数的测定——旋光法一、实验目的：1、掌握旋光度与蔗糖转化反应速率常数的关系；2、掌握与的测定方法；3、了解自动旋光仪的使用方法。

二、实验原理：酶是生物体内产生的具有极高催化活性和选择性的蛋白质类物质，它的催化活性比其他催化剂高107～1013倍。

蔗糖酶是一种水解酶，它能使蔗糖在水中水解成葡萄糖和过堂，反应式如下：由于反应时水是大量的，在整个反应过程中浓度保持不变，所以该反应动力学公式符合米恰利-门顿方程:对上式积分并除以时间t，可得：由此式可以求出的值。

若以表示实验开始时蔗糖溶液的旋光度，表示在任意时刻时的旋光度，表示反应完成后的旋光度，则蔗糖的原始浓度与成正比，t时刻溶液中剩余蔗糖的浓度与成正比，因此上式可变为：若将对作图，应得一直线，其斜率为：其截距为：三、实验仪器及试剂旋光仪、恒温水浴槽、台秤、停表、吸量管2支、锥形瓶、烧杯等；HCl溶液（4mol/L）、蔗糖（分析纯）；四、实验步骤⑴准备工作：1、用台秤粗称蔗糖5g，放入锥形瓶中，准确移入水50ml并量取水溶液的温度备用；2、旋光仪零点调节：在旋光管中注入纯水，放入旋光仪暗箱中，开启旋光仪电源预热5分钟，再开启直流电源开关，待钠光灯稳定后，开启测量开关，光屏应显示值为00.000,若示值不为00.000，可按清零键使其归零。

⑵测量工作：1、αt的测量：在上述配置的糖水中准确加入50mL 3MHCl溶液，迅速混匀并注入旋光管中，在旋光仪中测量αt值，测量中每3分钟读取一次Xt值，共读12次（切记测量中不可动清零键）。

2、α∞的测定：将步骤⑵.1中所余的反应液在50℃下水浴中恒温加热30min之后降至室温，测其旋光度即(注意：反应液的加热可与⑵.1步骤同时进行)。

为X∞五、实验记录及数据处理（一）实验记录1、水温17.1℃2、αt的测定：2、α∞的测量：（二）实验数据处理α∞＝－（3.935＋3.965＋3.945）÷3≈－3.950；则根据实验原理方程可的如下数据表格:以时间t/min对ln（αt-α∞）作图的如下曲线：由方程式的k M=0.0141，α0=12.208。

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））。

物理化学实验报告实验名称：蔗糖水解反应速率常数的测定学院：化学工程学院专业：化学工程与工艺班级：姓名：学号：指导教师：日期：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、测定蔗糖水解反的速率常数和半衰期。

3、了解旋光仪的基本原理，并掌握旋光仪正确的操作技术。

二、实验原理1、反应速率－dtdc只与某反应温度的一次方成正比的反应成为一级反应。

其速率方程通式为：－dtdc =K 1c （1） 积分式为： ln CC O=K 1 t （2）式中C 0为反应物的初始浓度，C 为t 时刻反应物的浓度，为反应的速率常数。

当C=C 0/2时，对应的可用表示1/2表示，成为反应的半衰期，即反应物浓度掉一半所用的时间。

即：反应的半衰期2/1t = k2ln =0.693/ k （3）由式子可以看出，一级反应的半衰期与反应物的初始浓度无关。

即：lnc = ln c o - K 1 t （4）2、蔗糖水解反应的计量方程式为：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 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。

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。

当其它条件不变时，旋光度α与浓度 c 成正比，即： α=Kc （K 为比例常数） 已知，比旋光度[α蔗糖]20D=+66.6°，[α蔗糖]20D=+52.2°,[ α果糖]20D=-91.9°，所以，当蔗糖水解反应进行时，右旋角度不断减小，当反应终了时，系统经过零度变为左旋。