实验九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]D20=α×100 / l×C A (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),C A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。

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。

旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数摘要：蔗糖水解为一级反应，在室温下用旋光仪在不同反应时间测定反应液的旋光度αt , 测定完全反应后的旋光度α∞, 用所测的αt和α∞数据, 根据推导得到的方程式㏑(αt -α∞)=-Kt+㏑(αo-α∞)对t 作图可得一直线, 求直线的斜率则得反应速率常数k。

关键词：蔗糖；旋光法；转化；速率常数；半衰期前言部分速率常数是相当于参加反应的物质处于单位浓度时的反应速率，是一个与浓度无关而与反应温度、反应介质、催化剂等有关的重要物理量，其数值直接反映了速率的快慢，是确定反应历程的主要依据，也是化学工程中设计合理反应器的重要依据。

因此测定一个反应的速率常数对该反应的动力学研究具有重要的意义。

本文就以蔗糖水解反应为例，根据反应特点，用旋光法测定其转化反应的速率常数。

蔗糖转化反应为:C 12H22O11（蔗糖）+H2O → C6H12O6（葡萄糖）+ C6H12O6（果糖） V=K[C12H22O11][ H2O][α]D 20=66.60 [α]D20=52.50 [α]D20=-91.90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。

该反应为二级反应。

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。

其动力学方程为式中，k为反应速率常数;C为时间t时的反应物浓度。

积分得:式中，C0为反应物的初始浓度。

以时间对浓度（t—C），lnc～t作图，斜率即为k。

当C=1/2C0时，t可用t1/2表示，即为反应的半衰期。

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: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)。

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∞。

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旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数一、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.掌握旋光仪的基本原理及其使用方法。

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二、实验原理蔗糖转化反应为:C12H22O11（蔗糖）+H2O → C6H12O6（葡萄糖）+ C6H12O6（果糖） V=K[C12H22O11][ H2O][α]D 20=66.60 [α]D20=52.50 [α]D20=-91.90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。

该反应为二级反应。

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。

其动力学方程为式中，k为反应速率常数;C为时间t时的反应物浓度。

积分得:式中，C为反应物的初始浓度。

以时间对浓度（t—C），lnc～t作图，斜率即为k。

当01/2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: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(kg²m-3)。

可知，当其它条件不变时，旋光度α与浓度C成正比。

即: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。

D物质，其比旋光度［α］D 20=52.5°；而产物中的果糖则是左旋性物质，其比旋光度［α］D20=-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。

（实验过程中，大约从140～20之间，约需45分钟。

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°。

( 实验报告)姓名：____________________单位：____________________日期：____________________编号：YB-BH-054112关于旋光法测定蔗糖转化反应Experimental report on the determination of sucrose conversion关于旋光法测定蔗糖转化反应的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 。

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报告院（系） 生化系 年级 10级 专业 化工 姓名 学号课程名称 物化实验 实验日期 2012 年 9 月 9 日 实验地点 3栋 指导老师一、实验目的：1·测定蔗糖转化放映的速率常数k ，半衰期t1/2,和活化能Ea 。

2·了解反应的反应物溶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：1、 蔗糖在水中转化成葡萄糖和果糖，器反应为： C 12H 22011+H 2OC 6H 12O 6+C 6H 12O 6（蔗糖） （葡萄糖） （果糖）这是一个二级反应，但在H+浓度和水量保持不变时，反应可视为一级反应，速率方程式可表示为： ，积分后可得： 由此可知：在不同时间测定反应物的相对浓度，并以㏑c 对t 作图，可得一直线，由直线斜率即可求得反应速率常数 k 。

当c=0.5c 0时 T1/2=ln2/K2、本实验中的反应物及产物均有旋光性，且旋光能力不同，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：kc dt dc =-kt cc -=0ln。

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 。

三、仪器与试剂：WZZ-2B 型旋光仪 1台 501超级恒温水浴 1台 烧杯100ml 2个 移液管（25ml ） 2只 蔗糖溶液 （分析纯）（20.0g/100ml) Hcl 溶液（分析纯）（4.00mol/dm -3) 四、实验步骤： ①恒温准备：②旋光仪调零： 1）、2）、5分钟稳定后将4mol/L Hcl 和蔗糖50ml 分别置于100ml 的烧杯中调恒温水浴至45oc开启旋光仪将光源调至交流（AC)调开关至直流(DC)cβα=00c 反βα=）（生反c t -+=0c c ββα0c 生βα=∞)ln()ln(0∞∞-+-=-ααααkt t )ln(∞-ααt 以洗净样品管 向管内装满蒸馏水，并盖上玻璃片和套盖，不要有气泡用滤纸擦干管外的水，放入旋光仪光路中打开光源，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均匀但较暗为止记下检偏镜的旋光度，重复测量数次，取其平均值即为零点洗净样品管 向管内装满蒸馏水，盖上端盖，滤纸擦干③测定a t ：④测定a ∞：⑤、依次关闭测量、光源、电源开关。

实验九旋光法测定蔗糖水解反应的速率常数思考题答案1. 旋光法是什么？
旋光法是通过测量物质对极化光的旋光现象，来确定化合物的化学结构、浓度、光学活性和反应动力学等性质的一种光学分析法。

2. 旋光度的单位是什么？
旋光度的单位是度（°）或圆周度（°/cm）。

3. 如何利用旋光法测定蔗糖水解反应的速率常数？
可以通过测量蔗糖水解反应溶液的光学活性，即旋光度随时间的变化，来测定反应速率。

根据麦克劳林-克洛希方程，可以把旋光度随时间的变化关系转化为蔗糖水解反应速率常数。

4. 在测定蔗糖水解反应速率常数时需要注意哪些因素？
在测定蔗糖水解反应速率常数时需要注意以下因素：
(1) 反应溶液的温度应保持一定，以确保测定结果的精确性和重现性；
(2) 反应溶液的酸碱度应保持适当，以确保反应速率常数的稳定；
(3) 反应溶液的光路长度应保持一定，以确保测定结果的准确
性；
(4) 反应开始前应充分混合反应溶液，以达到均相条件。

实验九旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数Ⅰ、实验目的1．测定蔗糖在酸存在下的水解速率常数。

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。

Ⅱ、实验原理蔗糖水溶液在有氢离子存在时产生水解反应：C12H22O11 + H2O 〔H+〕C6H12O6 + C6H12O6蔗糖葡萄糖果糖蔗糖、葡萄糖、果糖都是旋光性物质，其比旋光度为：〔α蔗〕D20= 66.65°〔α葡〕D20= 52.5°〔α果〕D20= -91.9°式中：α表示在20℃用钠黄光作光源测得的旋光度。

正值表示右旋，负值表示左旋。

由于蔗糖的水解是能进行到底的，并且果糖的左旋远大于葡萄糖的右旋性，因此在反应进程中，将逐渐从右旋变向左旋。

当氢离子浓度一定，蔗糖溶液较稀时，蔗糖水解为假一级反应，其速率方程式可写成：ln a/(a-x)= kt (1)式中：a——蔗糖初浓度；x——反应了的蔗糖浓度。

当某物理量与反应物和产物浓度成正比，则可导出用物理量代替浓度的速率方程。

为简单起见，设反应方程式为：A+B→X+Y设反应物和生成物对某物理量λ（这里是旋光度）的贡献分别是λa、λb、λx、λy，它们与浓度的关系分别是：λa = l〔A〕；λb = m〔B〕；λx = n〔X〕；λy = p〔Y〕式中，l、m、n、p为比例常数。

因λ=λa +λb+λx+λy而在反应进程中：λa = l(a-x)；λb = m(b-x) = m〔(b-a)+(a-x) 〕；λx= nx；λy = px。

故λ=(l+ m)(a-x)+ m(b-a)+(n + p)x (2)在（2）式右端加、减a(n+p)，然后合并得λ=(l+ m–n-p)(a-x)+ m(b-a)+a(n + p) (3)反应开始时，a-x=a；反应完毕时，a-x=0故λ0=(l+m-n-p)a + m(b-a)+a(n+p) (4) λ∞=m(b-a)+a(n+p) (5)（3）式-（5）式λ-λ∞=(l+m-n-p)(a-x) (6)（4）式-（5）式λ0-λ∞=(l+m-n-p)a (7)将（6）、（7）式代入一级反应速率方程式（1），得：ln(λ0-λ∞)/ (λ-λ∞)= kt （8）如果m、n、p为零，即这些物质与λ无关，则λ∞= 0，（8）式简化为ln λ0 /λ= kt （9）物性λ可以是旋光度、吸光度、体积、压力、电导等。

实验九旋光法测定蔗糖水解反应的速率常数思考题答案实验九旋光法测定蔗糖水解反应的速率常数思考题答案1、说出蔗糖溶液在酸性介质中水解反应的产物是什么？此反应为几级反应？???C6H12O6?C6H12H6答案：C12H22O11?H2O????H??准一级反应蔗糖葡萄糖果糖2、WZZ-2S数字式旋光仪的使用分为哪几步？5步答案：①.打开电源开关(POWER仪器左侧),待5-10分钟使钠灯发光稳定。

②.打开光源开关(LIGHT仪器左侧),开关指DC档,此时钠灯在直流电下点燃。

③.按“测量”键,液晶显示屏应有数字显示。

④.清零⑤.测量3、旋光管中的液体有气泡是否会影响实验数据？应如何操作？答案：会，若管中液体有微小气泡，可将其赶至管一端的凸起部分。

4、本实验为什么可以通过测定反应系统的旋光度来度量反应进程？答案：在本实验中，蔗糖及其水解产物都具有旋光性，即能够通过它们的旋光度来量度其浓度。

蔗糖是右旋的，水解混合物是左旋的，所以随水解反应的进行，反应体系的旋光度会由右旋逐渐转变为左旋，因此可以利用体系在反应过程中旋光度的改变来量度反应的进程。

5、旋光法测定蔗糖水解反应的速率常数实验分哪几步？4步答案：①.调节恒温槽的温度在30±0.1℃。

②.溶液配制与恒温。

③.仪器零点校正。

④.测量（1）αt的测定（2）α∞的测定6、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？答案：因为将反应物蔗糖加入到大量HCl溶液时，由于H+的浓度高，反应速率大，一旦加入蔗糖则马上会分解产生果糖和葡萄糖，则在放出一半开始时，已经有一部分蔗糖产生了反应，记录t时刻对应的旋光度已经不再准确，影响测量结果。

反之，将HCl溶液加到蔗糖溶液中去，由于H+的浓度小，反应速率小，计时之前所进行的反应的量很小。

7、?t的测量时间是否正好为5， 10，…60分钟? 蔗糖水解过程中体系的旋光度增大还是减小？答案：不是，应在旋光度读数稳定后，先记录精确的反应时间，几分几秒，再读旋光度。