蔗糖酯的性能与应用试验
蔗糖酯（SE）的性能及应用
一、SE的水溶性
1 原料：SE－11（生产批号04052143大拿公司），SE－15（生产批号04052003大拿公司），SE－1、SE－3由大拿公司工程部提供。
2 试验方法
取SE 1％，室温32℃，按下列方法溶解：
a 加水搅拌溶解
b 加少量水调成糊状，再加水搅拌溶解
c 搅拌中慢慢撒入水中搅拌溶解
d 与等量白糖干混匀，搅拌中慢慢撒入水中搅拌溶解
e 与等量白糖干混匀，加少量水调成糊状，再加水搅拌溶解
f 与等量白糖干混匀，加水搅拌溶解
g 与5倍白糖干混匀，按d法溶解
h 与5倍白糖干混匀，按e法溶解
I 与5倍白糖干混匀，按f法溶解
2 试验结果
a SE-11、SE-15开始有少量不溶，10分钟后完全溶解，溶
液呈浅乳白色，浑浊，pH7.5,放置数小时后浑浊物呈均匀分散入烧杯下部。
b 结果同a
c 结果同a
d 开始有少量不溶，5分钟后完全溶解其余同a
e 结果同a
f 结果同d
g 结果同a
h 结果同a
I 结果同a
SE-1、SE-3不溶入水。
不同水温溶解SE-11、SE-15所需的时间（分钟）
大拿公司生产的SE-11、SE-15在常温下水溶性良好，加温溶解速度更快。分散的浑浊物为蔗糖二酯和三酯等混合物。
二、三聚磷酸钠对SE的分散作用
1 试验方法
分别称取1g SE 溶入配好的0.01％、0.05％、0.10％、0.20％、0.30％、0.40％的100ml三聚磷酸钠溶液中，搅拌至完全溶解，同时做空白试验。
2 试验结果
搅拌数分钟后与空白样对比，SE在0.01％、0.05％、0.10％三聚磷酸钠溶液中均完全溶解，无显著区别，在0.2％、0.3％、0.4％三聚磷酸钠溶液中有乳白色沉淀物。
3 结果讨论
SE可以与低浓度的三聚磷酸钠配合使用。
三、SE的耐酸性(柠檬酸)试验
1 试验方法
a. 称取SE 0.5g 溶入Ph4的100ml柠檬酸水溶液中，观察；加热至100℃5分钟，观察。
b. 称取SE 0.5g 溶入100ml水溶液中，滴加柠檬酸液，观察。
2 试验结果
SE-11、SE-15立即出现絮凝物，呈悬浮状，加热后呈絮凝状。SE-1、SE-3不溶解，加热后熔融，聚集成团，冷却后SE-1变成块状固体，SE-3呈絮状沉淀。
当滴加酸液至pH＝5.5时，SE-11、SE-15开始出现絮凝物。
3 结果讨论
SE不耐酸，在什么配合下可以在酸性条件使用，有待进一步研究。
四、SE的耐碱性（Na2CO3）试验
1 试验方法
称取0.5g SE溶于PH=11的100 碱液,观察；再加热到100 ℃5分钟,观察结果.
2 试验结果
常温下SE-11杯底有少量沉淀，SE-15完全溶解；SE-1不溶解,浮于液面；SE-3分散但不溶。
加热时SE-11，SE-15完全溶解，溶液白色浑浊；SE-1和SE-3加热到50 ℃时分散溶解，100 ℃时SE-1析出沉淀物，
溶液透明；SE-3溶解(冷却后有少量沉淀,溶液呈浑浊状)。
3 结果讨论
SE-11、SE-15在一般的碱性条件可以使用。
五、SE耐盐(NaCl)试验
1 试验方法
称取0.5gSE溶入1.0%的食盐溶液中，观察；再加热到100℃5分钟,再观察结果。
2 试验结果
常温下SE-11、SE-15溶入盐水后产生沉淀；SE-1不溶入盐水；SE-3不溶但可分散。
加热后SE-11、SE-15溶解，冷却后有沉淀产生；SE-1加热溶解，冷却后有沉淀析出；SE-3加热可分散但不溶解，冷却后有絮状沉淀。
3 结果讨论
SE不耐盐。
六、蔗糖酯、分子蒸馏单甘酯、硬脂酰乳酸钙钠抑制淀粉老化、
返生的比较试验
1 试验方法
分别用0.00％、0.02％、0.04％、0.08％、0.16％、0.32％的蔗糖酯、分子蒸馏单甘酯、硬脂酰乳酸钙钠，按八宝粥工艺试产八宝粥，两星期后品尝观察。
2 试验结果
蔗糖酯对淀粉的老化、返生具有明显的抑制作用，使八宝粥更糯滑。
七、蔗糖酯对绿豆粥的作用
1 试验方法
分别用0.00％、0.02％、0.04％、0.08％、0.16％的蔗糖酯煮绿豆粥，放置两星期后观察品尝。
2 试验结果
浓度0.00％0.02％0.04％0.08％0.16％
评分 5 6 7 8 10
3 结果讨论
蔗糖酯对绿豆粥的老化、返生具有明显的抑制作用，使绿豆粥更糯滑。
八、三柳与迪尔蔗糖酯性能对比试验
结果讨论
三柳蔗糖酯质量优于迪尔蔗糖酯。
九、蔗糖酯与几种常见乳化剂乳化性能比较
1 试验参数
色拉油：1％；乳化剂：油量的5%；均质：剪切均质2分钟（10000转/分）；
试验方法：
油＋乳化剂(油溶性)＋水→搅拌加热90℃→均质
水＋乳化剂(水溶性)＋油→搅拌加热90℃→均质
2 试验结果
分值
SE-11(三柳)-------------------------9.3
SE-15(三柳)-------------------------9.0
SE-11（迪尔）---------------------9.4
SE-15（迪尔）---------------------9.4
SE-12（瑞霖1）-------------------9.5
SE-11（瑞霖2）-------------------9.5
分子蒸馏单甘酯（新宝）--------0
分子蒸馏单甘酯（海棠）--------0.1
亲水性单甘酯-B--------------------6
亲水性单甘酯-P--------------------6
亲水性单甘酯-T--------------------7
三聚甘油酯--------------------------4
司盘-20-------------------------------2
司盘-60-------------------------------5
司盘-65-------------------------------8
司盘-80-------------------------------2
司盘-85-------------------------------8
吐温-20-------------------------------2
吐温-60-------------------------------2
双乙酰酒石酸单双甘油酯--------3
硬脂酰乳酸钙钠--------------------1
注：乳化完全0分，油花很少分值1分，油花很多分值9分，不乳化10分。
3 结果讨论
按本条件试验乳化效果好坏排序：
分子蒸馏单甘酯（新宝）、分子蒸馏单甘酯（海棠）﹥硬脂酰乳酸钙钠﹥吐温-60、司盘-80、吐温-20﹥双乙酰酒石酸单双甘油酯﹥司盘-20、三聚甘油酯﹥司盘-60﹥亲水性单甘酯-B、亲水性单甘酯-P﹥亲水性单甘酯-T﹥司盘-65、司盘-85﹥SE-15(三柳) ﹥SE-11(三柳) ﹥SE-15（迪尔）、SE-11（迪尔）﹥SE-12（瑞霖1）、SE-11（瑞霖2）
十、三柳、迪尔、瑞霖蔗糖酯性能对比试验
SE与几种乳化剂配合的乳化性能
试验参数色拉油1％，混合乳化剂用量为色拉油的5％；加热搅拌，100℃10分钟；剪切2分钟（10000r/min）;乳化剂混合比如下表：
a.番禹分子蒸馏单甘酯（DMG）
b.硬脂酰乳酸钙钠（CSL-SSL）
c.双已酰酒石酸单甘油酯（DATEN）
d.三聚甘油单硬脂酸酯（DGFE）
e.SP-60 （S-60）
f.SP-65 （S-65）
g.SP-20 （S-20）
h.SP-80 （S-80）
i.SP-85 （S-85）
j.吐温-20 （T-20）
k.吐温-60 （T-60）
l.亲水性单甘酯（WMG—B）
m.亲水性单甘酯（WMG—P）
n.亲水性单甘酯（WMG—T）
3．评分记录0—10分，浮油层记录0.0—10.0分
4.试验方法
取600ml水+0.3g乳化剂----加热分散溶解----加入6ml 色拉油---加热至于90-100℃10分钟—剪切2分钟,装瓶放置观察。
5.试验结果如下表：
﹤6﹥WMG-P
蔗糖水解反应实验报告
浙江万里学院生物与环境学院 化学工程实验技术实验报告实验名称：蔗糖水解反应速率常数的测定
实验预习(30分) (1) 实验目的 1 ?根据物质的光学性质研究蔗糖水解反应，测定其反应率度常数 2?了解自动旋光仪的基本原理、掌握使用方法。 (2) 实验原理 蔗糖在水中水解成葡萄糖与果糖的反应为： C 12H2Q 1 + H 2O a C 6H12C 6 +C6H2Q 葡萄糖 果糖 为使水解反应加速，反应常常以 HO 为催化剂，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： de kc dt (1) (2) 当c 2c 0时，t 可用切2平表示，即为反应的半衰期 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 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 [] 这一概念，并以下式表 示: 蔗糖 式中：c 0为反应开始时蔗糖的浓度; c 为时间t 时蔗糖的浓度
[D ]=r^ (3) 式中：t 为实验时的温度；D 为所用光源的波长； 为旋光度；I 为液层厚度 （常以10cm 为单位）； （3）式可写成： c 为浓度（常用100 mL 溶液中溶有m 克物质来表示）, t a [a] D l m 100 （ 4） 或 a [a]D l c 由（5）式可以看出，当其他条件不变时，旋光度 即 a K 'c 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 应时的温度等有关的常数。 20 0 蔗糖是右旋性物质（比旋光度[a] D 66.6 ），产物中葡萄糖也是右旋性物 20 0 20 0 质（比旋光度[a] D 52.5 ），果糖是左旋性物质（比旋光度 [a]D 91 .9） 因此当水解反应进行时， 右旋角不断减小，当反应终了时体系将经过零变成左旋。 因为上述蔗糖水解反应中，反应物与生成物都具有旋光性。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）。若反应时间为 0、t 、 时溶液的旋光度为 a 0 、a t 、a 则由（6）式即可导出： C o K （a ° a ） （7） c K （a t a ） （ 8） 将（7）、（ 7）式代入（2）式中可得： 将上式改写成: 由（10）式可以看出，如以 lg （a 。a ）对t 作图可得一直线，由直线 的斜率即可求得反应速度常数 k 。 本实验就是用旋光仪测定 a t 、a 值，通过作图由截距可得到 a 。。 （5） a 与反应物浓度成正 比, 2.303 a 0 a lg - a t a (9) lg(a ° k 2.303 t lg(a ° a ) (10)
实验十一--蔗糖水解反应
实验十一--蔗糖水解反应
实验十一 蔗糖水解反应 【实验目的】 1. 测定不同温度时蔗糖转化反应的速率常数和半衰期，并求算蔗糖转化反应的活化能。 2. 了解旋光仪的构造、工作原理，掌握旋光仪的使用方法。 【基本要求】 1.了解在蔗糖反应的动力学方程式中，任何时刻t 的蔗糖浓渡可以被反应体系在该时刻的选光度α与反应终了时的选光度∞α之差所替代的依据。 2 测定蔗糖转化率的速率常数的半衰期。 3 了解旋光仪的基本原理，掌握其实用方法。 【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，此反应可视为准一级反应。其动力学方程为 kC dt dC =- (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： k k t 693 .02ln 2/1= = (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： []lC t D α α= (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。即： α＝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[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。若反应时间为0，t ，∞时溶液的旋光度分别用 α0，αt ，α∞表示。则： α0＝K 反C 0 (表示蔗糖未转化) (6) α∞＝K 生C 0 (表示蔗糖已完全转化) (7) 式(6)、(7)中的K 反和K 生分别为对应反应物与产物之比例常数。 αt ＝K 反C ＋K 生（C 0－C ） (8) 由(6)、(7)、(8)三式联立可以解得： ()∞∞ -'=--= αααα000K K K C 生 反 (9) ()∞∞ -'=--= ααααt t K K K C 生 反 (10) 将(9)、(10)两式代入(2)式即得：
蔗糖转化反应动力学 实验报告
蔗糖转化反应动力学 姓名： 学号： 班级： 1 实验目的 1) 测定蔗糖水溶液在酸催化作用下的反应速率常数和半衰期。 2) 了解旋光度的概念，学习旋光度的测量方法及在化学反应动力学研究中的应用。 2 原理 蔗糖在水溶液中的转化反应为 此反应是一个二级反应，在纯水中反应速率极慢，通常需要在H + 的催化作用下进行。当蔗糖含量不大时，反应过程中水是大量存在的，尽管有部分水分子参加了反应，仍可认为整个反应过程中水的浓度是恒定的。H +是催化剂，其浓度也保持不变。则此蔗糖转化反应可以看作是准一级反应，反应速率为 蔗果葡蔗kc dt dc dt dc dt dc ===-=υ 式中：k 为蔗糖转化反应速率常数，c 蔗 为时间t 时蔗糖的浓度。 当t ＝0时， kt c c =蔗 蔗,0ln 当蔗蔗,02 1 c c = 时，相应的时间t 即为半衰期21t ，且 k k t 6931 .02ln 21= = 测定不同t 时的c 蔗可求得k 。在化学反应动力学研究中，要求能实时测定某反应物或生成物的浓度，且测量过程对反应过程没有干扰，本实验通过测量旋光度来代替反应物或生成物浓度的测量。 旋光性物质的旋光角 A m m αα= 式中：αm 为旋光性物质的质量旋光本领，与温度、溶剂、偏振光波长等有关；m 为旋光性物质在截面积为A 的线性偏振光束途径中的质量。由此式可得 Mlc Al nMl m m ααα== M 为旋光性物质的摩尔质量，l 为旋光管的长度。当温度、溶剂、偏振光波长、旋光物质与旋光管长度一定时，将上式改写为 Ac =α 式中A 为常数。当旋光管中同时存在多种旋光性物质时，总的旋光角等于各旋光性物质旋光角之和。 蔗糖、葡萄糖和果糖都具有旋光性，但旋光能力不同，因此，随着反应的
蔗糖水解反应 实验报告
一、实验预习（30分） 1．实验装置预习（10分）＿＿＿＿＿年＿＿＿＿月＿＿＿＿日 指导教师＿＿＿＿＿＿（签字）成绩 2．实验仿真预习（10分）＿＿＿＿＿年＿＿＿＿月＿＿＿＿日 指导教师＿＿＿＿＿＿（签字）成绩 3．预习报告（10分） 指导教师＿＿＿＿＿＿（签字）成绩 （1）实验目的 1．测定蔗糖水解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，幷掌握其正确的操作技术。 （2）实验原理 蔗糖在水中转化成葡萄糖与果糖，其反应方程式为 C12H22O11 + H2O === C6H12O6 + C6H12O6 为使水解反应加速，反应常常以Ｈ+为催化剂，故在酸性介质中进行。由于在较稀的蔗糖溶液中，水是大量的，反应达到终点时，虽有部分水分子参加反应，但可认为其没有改变。因此，在一定的酸度下，反应速度只与蔗糖的浓度有关，所有本反应可视为一级反应。该反应的速度方程为： －dt/dc=KC 积分后： ln(C0/C)=Kt 或㏑C=－k t+㏑C。式中，C。为反应开始时蔗糖的浓度；C为时间t时的蔗糖浓度，K为水
解反应的速率常数。
从上式中可以看出，在不同的时间测定反应物的浓度，并以㏑Ct对t作图，可得一条直线，由直线斜率即可求出反应速率常数K。然而反应是不断进行的，要快速分析出某一时刻反应物的浓度比较困难。但根据反应物蔗糖及生成物都具有旋光性，且他们的旋光性不同，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。 旋光度与浓度呈正比，且溶液的旋光度为各组分的旋光度之和（加和性）。若以α0，αt，α∞分别为时间0，t，∞时溶液的旋光度，则可导出：C0∝（α0－α∞），Ct∝（αt－α∞） 所以可以得出： ㏑（α0－α∞）/（αt－α∞）＝k t 即：㏑（αt－α∞）＝－k t﹢㏑（α0－α∞） 上式中㏑（αt－α∞）对t作图，从所得直线的斜率即可求得反应速度常数K。 一级反应的半衰期则用下式求取： 2/1t=㏑2/k＝0.693/k （3）简述实验所需测定参数及其测定方法： 1、温度设定与准备 （1）将旋光仪电源开启预热10min。 （2）将超级恒温槽的温度调节到25℃。 2、溶液配制与恒温 称取10g蔗糖于烧杯中，加蒸馏水溶解，移至50mL容量瓶定容至刻度，用移液管吸取25mL蔗糖溶液注入一锥形瓶中，将两个锥形瓶用
蔗糖水解反应实验报告
蔗糖水解反应实验报告 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、测定蔗糖水解反应的速率常数和半衰期。 3、了解旋光仪的基本原理，并掌握其正确的操作技术。 二、实验原理 蔗糖在水中转化成葡萄糖与果糖，其反应为： C12H22O11 + H2OC6H12O6 + C6H12O6 (蔗糖) (葡萄糖) (果糖) 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为时间t时的反应物浓度，k为反应速率常数。 积分可得： Inc=－kt + Inc0 c0为反应开始时反应物浓度。 一级反应的半衰期为： t1/2= 从上式中我们不难看出，在不同时间测定反应物的相应浓度，是可以求出反应速率常数k的。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。但是，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=Kc 式中比例常数K与物质旋光能力，溶剂性质，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： 式中“20”表示实验时温度为20℃，D是指用纳灯光源D线的波长（即589毫微米），α为测得的旋光度，l为样品管长度（dm），c A为浓度（g/100mL）。 作为反应物的蔗糖是右旋性物质，其比旋光度=66.6°；生成物中葡萄糖也是右旋性物质，其比旋光度=52.5°，但果糖是左旋性物质，其比旋光度=－91.9°。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∞。 设最初系统的旋光度为 α0=K反c A,0（t=0，蔗糖尚未水 解）（1） 最终系统的旋光度为 α∞=K生c A,0（t=∞，蔗糖已完全水 解）（2） 当时间为t时，蔗糖浓度为c A，此时旋光度为αt αt= K反c A+ K生(c A,0－c A) (3） 联立（1）、（2）、(3)式可得： c A,0==K′（α0－α∞） (4) c A== K′（αt－α∞） (5) 将（4）、（5）两式代入速率方程即得： ln(αt－α∞)=－kt+ln（α0－α∞）我们以In(αt－α∞)对t作图可得一直线，从直线的斜率可求得反应速率常数k，进一步也可求算出t1/2。 三、仪器与试剂 1、仪器：旋光仪、秒表、恒温水浴一套、移液管（50ml）、磨口锥形瓶（100ml）、烧杯（100ml）、台秤、洗耳球。 2、药品：蔗糖（AR）、盐酸（3mol/L，AR）。 四、旋光仪原理 光路：起偏镜——石英条——样品管——检偏镜——刻度盘——望
关于旋光法测定蔗糖转化反应的实验报告
( 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= C0β1 t=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/L 2. 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。根据公式〔α〕＝α×1000/Lc，在其它条件不变情况下，L越长，α越大，则α的相对测量误差越小。 2．如何根据蔗糖、葡萄糖和果糟的比旋光度计算α0和α∞答：α0＝〔α蔗
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 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 2O C 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=时 T1/2=ln2/K 2、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 c c -=0 ln
。 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）（100ml) Hcl 溶液（分析纯）（dm -3) 四、实验步骤： ①恒温准备： 1） 2 c βα=00c 反βα=）（生反c t -+=0c c ββα0c 生βα=∞) ln()ln(0∞∞-+-=-ααααkt t )ln(∞-ααt 以
物化实验 蔗糖水解习题解答
实验 15 蔗糖水解反应速率常数测定 一、实验目的 1．学习测定反应级数、反应速率常数的方法； 2．掌握旋光仪的使用；掌握通过测量系统物理量跟踪反应系统浓度的方法。 二、实验原理 蔗糖水溶液在H +存在的条件下，按下式进行水解： （葡萄糖）（果糖）（蔗糖）6 1266126] [2112212O H C O H C O H O H C H +??→?++ 在该反应中，H +是催化剂，当温度、H +浓度一定时，反应速率与蔗糖和水的浓度成正比， 即： B A c c k dt dc '=- （15.1） 式中，B A c c 、分别代表蔗糖浓度和水的浓度。 当蔗糖浓度很低时，反应过程中H 2O 浓度相对与蔗糖浓度改变很小，故，可近似认为c B 为常数，令： 常数==k c k B ' （15.2） 则（15.1）式可写成： A kc dt dc =- （15.3） 将（15.3）式分离变量后进行定积分： 当 t=0时， C A =C A0 ； t=t 时， C A =C A; 定积分式为： ??=-A A C C t A A kdt c dc 00 (15.4) 积分结果： 0ln ln A A c kt c +-= （15.5） (15.5)式是t c A ~ln 的直线方程。反应进行过程中，测定不同时刻 t 时反应系统中蔗糖的浓度c A ，取得若干组c A 、t 的数据后，以lnc A 对t 作图，得一直线，表明该反应为一级反应（准一级反应），直线斜率为-k 。 物理化学的研究方法是采用物理的方法测定反应系统某组分的浓度，所谓物理的方法是利用反应系统某组分或各组分的某些物理性质（如面积、压力、电动势、折光率、旋光度等）与其有确定的单值函数关系的特征，通过测量系统中该物理性质的变化，间接测量浓度变化。此种物理化学的实验方法最大的优点是可以跟踪系统某组分或各组分
实验12一级反应——蔗糖的转化
实验12 一级反应——蔗糖的转化 一、目的要求 1. 根据物质的光学性质，用测定旋光度的方法测定蔗糖水溶液在酸催化作用下的反应 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及一级反应的动力学特征。 3. 了解旋光仪的基本原理，掌握其使用方法及在化学反应动力学测定中的应用。 二、原理 蔗糖转化过程的方程是： C 12H 22O 12H 2O + C 6H 12O 6+C 6H 12O 6（蔗糖） （葡萄糖）（果糖）+ 其速率方程为： +??'=- H O H s s c c c k dt dc 2 （12-1） 式中k '为反应速率常数，s c 为时间t 时蔗糖浓度，此反应在定温条件下，在纯水中进行的反应速率很慢，通常需要在+ H 催化下进行，因此+ H 做催化剂，在反应过程中浓度可视为不变，则式（12-1）变为： O H s s c c k dt dc 2?''=- （12-2） 式中+'=''H c k k 。（12-2）式表明该反应为二级反应，但由于有大量水存在，虽然有部分水分子参加反应，但在反应过程中水的浓度变化极小而视为常数合并到k ''中，故式（12-2）可写成：
s s c k dt dc 1表，=- （12-3） 式中O H H c c k k 21?'=+表，， 故蔗糖转化反应可看作表观一级反应，当0=t 时，蔗糖的初始浓度为0c ，积分（12-3）式得： 01ln ln c t k c s +-=表， （12-4） 若以s c ln 对t 做图，可得一条直线，从直线斜率可求得1表，k ，当2/10,2 1 t t c c s ==时，半衰期1 12/16931 .02ln 表，表，k k t == ，2/1t 只决定于1表，k 而与蔗糖起始浓度无关，这是一级反应的特征。如何获得不同时刻t 时的s c 呢？因蔗糖及其转化产物葡萄糖和果糖都含不对称的碳原子，都具有旋光性，但旋光能力不同，故可利用体系在反应过程中旋光度的变化来度量反应过程，度量旋光度所用的仪器称为旋光仪，它是利用偏振光通过具有旋光性的被测物质，用检偏镜来测定旋光度的，其构造及测量原理图12-1。 图12-1 旋光仪的构造示意图 从图12-1看出，自然光通过起偏镜产生偏振光，该偏振光部分通过狭长石英条（宽度为视野的1/3），偏振面被旋转了一个角度Ф（Ф角很小），这种中间与两边偏振面不同（相差Ф角）的偏振光在样品管中被旋转（同样角度）后到达检偏镜。如果检偏镜能通过的光振面与中间光偏振面一致，则视野中可见到如图12-2（a ），中间亮两边暗；同样检偏镜能通过的光偏振面与两边的光一致，则视野中出现图12-2（b ），中间暗两边亮；在与图12-2（a ）和12-2（b ）的角度都相差Ф/2角的地方，存在一点，整个视野的光亮度一致，如图12-2（c ）。这点作为读数点，某溶液和纯水的读数之差就是溶液的旋光度。
蔗糖转化实验
实验2.7 蔗糖的转化 一级反应 一、实验目的 1．测定蔗糖在酸催化作用下水解反应速率常数、半衰期和活化能。 2．掌握旋光仪的基本原理和使用方法。 3．掌握一级反应的动力学特征。 二、基本原理 蔗糖在水中转化为葡萄糖与果糖，其反应方程式为： C12H22O11(蔗糖)+H2O = C6H12O6(葡萄糖)+ C6H12O6(果糖) 此反应是二级反应，在纯水中反应速率极慢，为使蔗糖水解反应加速，常以酸为催化剂。由于反应中水是大量的，可以近似认为整个反应过程中水的浓度是恒定的；而H+作为催化剂，其浓度也是固定的。因此，此反应可视为准一级反应，反应速率只与蔗糖浓度成正比。 根据反应动力学特征可知，测定反应的速率常数关键是在反应不同时间测定反应物的相应浓度。然而反应是在不断进行的，要快速分析出反应物的浓度是较困难的。但蔗糖及水解产物葡萄糖和果糖均为旋光性物质，而且它们的旋光能力不同，因此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、样品管长度、光源波长及温度等因素有关。在其它条件固定时，旋光度α与反应物浓度有直线关系，即： α = KC(2.7-1) 式中的比例常数K与物质的旋光能力、溶液性质、溶液浓度、样品管长度和温度等均有关。 物质的旋光能力用比旋光度来表示。在蔗糖的水解反应中，反应物蔗糖和产物中的葡萄糖都是右旋性物质，其比旋光度分别为66.6°和52.5°，但产物中的果糖是左旋性物质，其比旋光度为-91.9°。由于溶液的旋光度为各组成的旋光度之和，因此随着水解反应的进行，反应体系的右旋角度不断减小，最后经过零点变成左旋。当反应开始时(t＝0)、经过一段时间t，以及蔗糖水解完全时(t→∞)溶液的旋光度分别用α0，αt，α∞表示。则：
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= C0β1 t=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/L 2. 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。根据公式〔α〕＝
旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验报告记录
旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验报告记录
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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 2O C 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/K 2、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 c c -=0 ln
。 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 调恒温水浴至45o c 开启旋调开关至 c βα=00c 反βα=）（生反c t -+=0c c ββα0c 生βα=∞) ln()ln(0∞∞-+-=-ααααkt t )ln(∞-ααt 以洗净 向管内装满蒸 用滤纸擦干打开光源，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 洗净样向管内装满蒸馏水，盖
实验十一 蔗糖水解反应
实验十一 蔗糖水解反应 【实验目的】 1. 测定不同温度时蔗糖转化反应的速率常数和半衰期，并求算蔗糖转化反应 的活化能。 2. 了解旋光仪的构造、工作原理，掌握旋光仪的使用方法。 【基本要求】 1.了解在蔗糖反应的动力学方程式中，任何时刻t 的蔗糖浓渡可以被反应体 系在该时刻的选光度α与反应终了时的选光度∞α之差所替代的依据。 2 测定蔗糖转化率的速率常数的半衰期。 3 了解旋光仪的基本原理，掌握其实用方法。 【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，此反应可视为准一级反应。其动力学方程为 kC dt dC =- (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： k k t 693.02ln 2/1== (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： []lC t D α α= (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。即： α＝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[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。若反应时间为0，t ，∞时溶液的旋光度分别用 α0，αt ，α∞表示。则： α0＝K 反C 0 (表示蔗糖未转化) (6) α∞＝K 生C 0 (表示蔗糖已完全转化) (7) 式(6)、(7)中的K 反和K 生分别为对应反应物与产物之比例常数。 αt ＝K 反C ＋K 生（C 0－C ） (8) 由(6)、(7)、(8)三式联立可以解得： ()∞∞ -'=--=αααα000K K K C 生反 (9) ()∞∞ -'=--=ααααt t K K K C 生反 (10) 将(9)、(10)两式代入(2)式即得：
蔗糖的转化 一级反应思考题解答
一级反应思考题解答 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。根据公式〔α〕＝α×1000/Lc，在其它条件不变情况下，L越长，α越大，则α的相对测量误差越小。 2．如何根据蔗糖、葡萄糖和果糟的比旋光度计算α0和α∞? 答：α0＝〔α蔗糖〕Dt℃L[蔗糖]0/100 α∞＝〔α葡萄糖〕Dt℃L[葡萄糖]∞/100＋〔α果糖〕Dt℃L[果糖]∞/100 式中：[α蔗糖]Dt℃，[α葡萄糖]Dt℃，[α果糖]Dt℃分别表示用钠黄光作光源在t℃时蔗糖、葡萄糖和果糖的比旋光度，L(用dm表示)为旋光管的长度，[蔗糖]0为反应液中蔗糖的初始浓度，[葡萄糖]∞和[果糖]∞表示葡萄糖和果糖在反应完成时的浓度。 设t＝20℃ L=2 dm [蔗糖]0=10g/100mL 则： α0＝66.6×2×10/100＝13.32° α∞＝ ×2×10/100×（52.2-91.9）＝－3.94° 3．在旋光度的测量中，为什么要对零点进行校正?可否用蒸馏水来进行 校正?在本实验中若不进行校正，对结果是否有影响? 答：若需要精确测量α的绝对值，则需要对仪器零点进行校正，因为仪器本身有一系统误差；水本身没有旋光性，故可用来校正仪器零点。本实验测定k不需要对α进行零点校正，因为αt，α∞是在同一台仪器上测量，而结果是以ln(αt－α∞)对t作图求得的。 4．记录反应开始的时间晚了一些，是否影响k值的测定?为什么? 答：不会影响；因为蔗糖转化反应对蔗糖为一级反应，本实验是 以ln(αt－α∞)对t作图求k，不需要α0的数值。 5．如何判断某一旋光物质是左旋还是右旋? 答：根据公式[α]t℃D＝α×100/Lc，在其它条件不变的情况下，α与浓度成正比。配制若干不同浓度的溶液，测定其旋光度。即可判断。 6．配制蔗糖溶液时称量不够准确或实验所用蔗糖不纯对实验有什么影响? 答：此反应对蔗糖为一级反应，利用实验数据求k时不需要知道蔗糖的初始浓度。所以配溶液时可用粗天平称量。若蔗糖中的不纯物对 反应本身无影影响，则对实验结果也无影响。 7．在数据处理中，由αt—t曲线上读取等时间间隔t时的αt值这称为数据的匀整，此法有何意义?什么情况下采用此法? 答：此法便于用Guggenheim法或Kezdy—Swinboure法对实验数据进行处理，当α∞无法求出时可采用此法。 8．使用旋光仪时以三分视野消失且较暗的位置读数，能否以三分视野消失且较亮的位置读数?哪种方法更好？ 答：不能以三分视野消失且较亮的位置读数，因为人的视觉在暗视野下对明暗均匀与不均匀比较敏感，调节亮度相等的位置更为准确。 若采用视场明亮的三分视野，则不易辨明三个视场的消失。 9·本实验中旋光仪的光源改用其它波长的单色光而不用钠光灯可以吗？
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 蔗糖浓度：0.3817 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。根据公式〔α〕＝α×1000/Lc，在其它条件不变情况下，L越长，α越大，则α的相对测量误差越小。 2．如何根据蔗糖、葡萄糖和果糟的比旋光度计算α0和α∞答：α0＝〔α蔗糖〕Dt℃L[蔗糖]0/100 α∞＝〔α葡萄糖〕Dt℃L[葡萄糖]∞/100＋〔α果糖〕Dt℃L[果糖]∞/100 式中：[α蔗糖]Dt℃，[α葡萄糖]Dt℃，[α果糖]Dt℃分别表示用
钠黄光作光源在t℃时蔗糖、葡萄糖和果糖的比旋光度，L(用dm表示)为 旋光管的长度，[蔗糖]0为反应液中蔗糖的初始浓度，[葡萄糖]∞和[果糖]∞表示葡萄糖和果糖在反应完成时的浓度。 设t＝20℃ L=2 dm [蔗糖]0=10g/100mL 则： α0＝66.6×2×10/100＝13.32° α∞＝骸2×10/100×＝－3.94° 3．在旋光度的测量中，为什么要对零点进行校正可否用蒸馏水来进行 校正在本实验中若不进行校正，对结果是否有影响 答：若需要精确测量α的绝对值，则需要对仪器零点进行校正，因为仪器本身有一系统误差；水本身没有旋光性，故可用来校正仪器零点。本实验测定k不需要对α进行零点校正，因为αt，α∞是在同一台仪器上测量，而结果是以ln(αt－α∞)对t作图求得的。 4．记录反应开始的时间晚了一些，是否影响k值的测定为什么答：不会影响；因为蔗糖转化反应对蔗糖为一级反应，本实验是以ln(αt－α∞)对t作图求k，不需要α0的数值。 5．如何判断某一旋光物质是左旋还是右旋
蔗糖的转化
蔗糖水解反应速率常数的测定 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．了解旋光仪的基本原理，掌握使用方法。 原理：蔗糖转化的方程为： C 12H 22O 11(蔗糖) + H 2O C 6H 12O 6(果糖) + C 6H 12O 6(葡萄糖) 此反应速度与蔗糖的浓度、水的浓度以及催化剂H +离子的浓度有关，在催化剂H +浓度固定的条件下，此反应本是二级反应。反应的速率方程表示为： 12221112221121C H O C H O H O K c c ｄｒ＝－ｃ＝ｄｔ 但在蔗糖浓度不大的情况下，虽然有部分水分子参加反应，但在反应过程中水的浓度变化很小，可以认为2H O ｃ基本保持不变，速率方程由二级反应简化为一级反应，表示为： 122211122211'1C H O C H O K c ｄｒ＝－ｃ＝ｄｔ122211122211 '1C H O C H O K dt =-d ｃｃ(1) 积分得：0 ln t c kt c =-或0ln ln t c kt c =-+(2) 其中k 是反应速度常数，c 0是反应物初浓度，c t 为t 时反应物浓度，t 是时间，若以ln c t 对t 作图，可得一直线，其斜率即为反应速度常数k 。 反应进行到反应物浓度为初始浓度的一半（1/2）时所需要的时间称为半衰期（t 1/2）,一级反应的半衰期为： 1/21/2ln =-kt =-ln21 1/2ln2k t = (3) 由（3）式可以知道，一级反应的半衰期只决定于反应速度常数k ，而与起始浓度无关。这是一级反应的一个特点。 本反应中，反应物以及产物都具有旋光性，我们将具有旋光性的物质称为旋光物质或称为光学活性物质，使偏光振动平面向右旋转称为右旋体，能使偏光向左旋转的称为左旋体。旋光物质使偏光振动平面旋转的角度称为旋光度，通常用α表示。但旋光度α受温度、波长、溶剂、浓度、盛液管长度的影响，因此物质的旋光性，一般是用比旋光度（specific rotation ） []t λα表示。t 为测定时的温度，一般是室温，λ为测定时光的波长一般采用钠光（波长为589.3nm,用符号D 表示）。比旋光度仅决定于物质的结构，是物质特有的物理常数。一般用（+）表示右旋，（-）表示左旋。对于溶液： α：旋光度，l ：盛液管的长度，单位：分米， c 溶液的浓度，单位：克/毫升。 对于纯液体： ?→?+ H
物化实验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. 了解旋光仪的基本原理，掌握旋光仪的正确使用方法。 2. 熟悉反应物和产物的浓度与其旋光度之间的关系。 3. 用自动旋光仪测定蔗糖在酸催化下水解的反映速率常数和半衰期。 二． 实验原理 1. 蔗糖在水中转化为葡萄糖和果糖，反应式为: C 12H 22O 11(蔗糖)+H 2O →C 6H 12O 6(葡萄糖)+C 6H 12O 6(果糖) 此反应的反应速率与蔗糖，水及催化剂H +离子的浓度有关。 由于H +离子及水的浓度可近似认为不变，因此，蔗糖水解反应可看作为一级反应（假一级反应）。 2. 此反应速率可由下式表示： -dc/dt=kc 积分后可得lnc t =lnc 0-kt c t 为时间t 时反应物的浓度， c 0为反应开始时反应物的浓度，k 为反应速率常数。 3. 反应速率还可以用半衰期t 1/2表示，即反应物浓度为反应开始浓度的一半时所需要的时间。 4. 由2式子可得 -d （c 0-x ）/dt=k （c 0-x ） 积分后可得ln(0 0C C X -)=KX t=0.693k ln 00C C X - 当反应进行一半时：
t1/2=1 k ln0 00 c c1/2c =1 k ln0 c 1/2c =ln2 k =0.693 k 5.蔗糖是右旋性物质，比旋光度为6 6.6°，生成物葡萄糖也是 右旋性物质，比旋光度为52.5°，果糖是左旋性物质，比旋 光度为-91.9°。由于果糖的左旋光性比葡萄糖的右旋光性 大，所以生成物呈左旋光性。故随着反应的不断进行，反应 体系的旋光性将由右旋变为左旋，直到蔗糖完全水解，这时 的左旋角度达到最大值。 三．仪器与试剂 WZZ-2B自动旋光仪带塞锥形瓶（150ml） 烧杯（100ml）秒表 电子台秤移液管（25ml） 玻璃棒洗耳球 铁夹子HCL（4mol/L） 蔗糖（分析纯） 四．实验步骤 1.插上电源，打开仪器电源开关。这时钠光灯在交流工作状态 下起辉，预热5min，至钠光灯从紫色变到黄色，钠光灯才 发光稳定。 2.在仪器预热过程中，用蒸馏水来校正仪器零点。校正时先用 蒸馏水洗净样品管，后用蒸馏水装满样品管，并不能有任何 气泡。然后用布将样品管外边的水擦干净后放入旋光仪里面， 合上样品盖，按“测量”键，待示数稳定后按“清零”键，