实验七--旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数(新)
旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数论文
旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数（肇庆学院 化学化工学院 化学专业 10化学班 ）【摘要】蔗糖的水解反应速率常常受实验温度、酸催化剂的浓度等因素的影响，本文分别测定35℃1.5mol/L 盐酸、35℃3mol/L 盐酸、45℃3mol/L 盐酸条件下，蔗糖的转化反应速率常数k 及半衰期t 1/2，探讨了转化反应速率常数k 与实验温度、酸度之间的定性关系。
按阿累尼乌斯公式lnk 2/k 1=Ea(T 2-T 1)/(RT 1T 2)求出反应的活化能Ea 。
【关键词】速率常数；旋光法；蔗糖；水解反应 【前言】蔗糖水解反应速率常数的测定是一个典型的动力学实验， 对深入理解动力学方程起着非常重要的作用，而蔗糖水解的反应速率受实验温度、酸催化剂的用量[1]等因素的影响较大。
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的浓度是恒定的。
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kC tC=-d d(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 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：[α]t DlCα=(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)。
旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数1
思考题
1. 实验中，为什么通常用蒸馏水来校正旋 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?
2. 蔗糖溶液为什么可粗略配制? 3.光仪 (C)酸度计
6.在蔗糖的水解反应中，反应物蔗糖是( )旋性物质,产物中的果糖则是( )旋性物质，随着水解反应 的进行，旋光度不断( C )。
(A)右、左、增大
(B)左、右、减小
(C)右、左、减小
（D）左、右、增大
7.旋光仪是利用起偏振镜和检偏振镜来测定旋光度的。( √ )
8.蔗糖水解反应的动力学实验中，可以用物理法测定蔗糖或生成的果糖或葡萄糖浓度的变化，通常 是用电导仪来测定其溶液的电导。( × )
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?
蒸馏水无旋光性，消除旋光仪的系统误差；
本实验中，，所测的旋光度αt可以不校正零点，因αt-α∞ ，已将系统的零点误差消除掉。
2.蔗糖溶液为什么可粗略配制?
初始浓度对于数据影响不大。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ln(αt-α∞)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
α∞ ＝K生C0
αt＝K反C+K生(C0-C)
实验原理
ln(αt-α ∞)＝ -kt +ln(α0-α∞) 本实验采用Guggenheim法处理数据。把在t和 t＋Δ（代表一定时间间隔）测得的α分别用αt和 α t+Δ表示，则上式变为：
αt-α∞＝(α0-α∞)e-kt αt+Δ-α∞＝(α0-α∞) e-k(t+Δ) 取对数得： ln(αt-αt+Δ)＝ln[(α0-α∞)(1- e-kΔ)]-kt
旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数课件
• 旋光法基本原理 • 蔗糖转化反应原理 • 实验方法与步骤 • 结果分析与讨论 • 结论与展望
01
旋光法基本原理
旋光现象简介
01
02
03
旋光现象
当光线通过某些物质时， 会受到物质的分子结构影 响，使光线发生旋转。
旋光现象的产生
当光线的偏振方向与物质 分子结构中的旋转对称轴 不平行时，光线将发生旋 转。
误差分析
根据误差理论，对实验数据的误差来 源进行分析，如仪器误差、操作误差、 偶然误差等，并评估其对实验结果的 影响。
速率常数的计算及误差分析
速率常数计算
根据旋光法测定蔗糖转化反应的原理，利用实验数据计算速率常数。可以采用 线性回归等方法，分析反应速率与蔗糖浓度之间的关系。
误差分析
对计算过程中可能出现的误差进行分析，如数据拟合误差、模型误差等，并评 估其对实验结果的影响。
研究成果与应用前景
蔗糖转化反应研究
通过本次实验，我们深入了解了蔗糖转化反应的规律和机制，为今后研究类似化学反应提 供了新的方法和思路。
旋光法的应用
旋光法作为一种先进的化学分析方法，在多个领域具有广泛的应用价值。本次实验的成功， 为旋光法在化学反应动力学研究方面的应用提供了有力支持。
实际生产中的应用前景
通过测定蔗糖转化反应的速率常数，我们可以更好地理解和控制生产过程中的反应速度， 提高生产效率和产品质量。
未来研究方向与展望
深入研究旋光法
尽管本次实验证明了旋光法测定 蔗糖转化反应速率常数的可行性，
但该方法在化学反应动力学研究 方面的应用仍需进一步探索和完
善。
研究更多化学反应
在今后的研究中，我们可以将旋 光法应用于更多化学反应的速率 常数测定中，以丰富我们对化学
实验十七旋光法测定蔗糖水解反应的速率常数(精)
158 实验十七 旋光法测定蔗糖水解反应的速率常数一、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和半衰期。
2．了解反应物浓度与反应体系旋光度之间的关系。
3．掌握旋光仪的使用方法。
二、实验原理蔗糖溶液在酸性介质中可水解生成葡萄糖和果糖。
反应如下：612661262112212O H C O H C O H O H C +→+（蔗糖） （葡萄糖） （果糖）水解反应中，水是大量的，虽然有部分水分子参加了反应，但与溶质浓度的改变相比可以认为它的浓度是恒定的，而且氢离子是催化剂，其浓度也保持不变，故反应速率只与蔗糖浓度有关，可视为一级反应，其速率方程为：dc kc dt-= （17.1） 积分上式得： 0ln c kt c = （17.2） 反应的半衰期与反应速率常数的关系式为：12ln 20.693t k k== （17.3） 由积分式不难看出：只要测得不同反应时刻对应的反应物浓度，就可以lnc 对c 作图得到一条直线，由直线斜率求得反应速率常数。
然而，反应是在不断进行，要快速分析出不同时刻反应物的浓度是困难的。
在本实验中，蔗糖及其水解产物都具有旋光性，即能够通过它们的偏振光的偏振面旋转一定的角度(该角度称为旋光度，常以α 符号表示)，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。
测定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、光源波长和温度等因素有关。
[]M C L t⋅⋅⋅=λαα （17.4）式中[]tλα为比旋光度，可以量度物质的旋光能力，λ为所用光源的波长，一般用钠光的D 线，其波长为5.89×10-7m, t 为测定温度（℃），L 为样品管长度，C 为旋光物质的物质的量浓度,M159为旋光物质的摩尔质量。
蔗糖水解速率常数的测定实验报告
4．配制蔗糖溶液前，应先将其经380K烘干。实验结束时，应将样品管洗净，防止酸腐蚀样品管盖。同时，应将锥形瓶洗干净再干燥，以免发生碳化。
四．数据记录与处理：
4．本实验中如果不把剩余反应液在恒温槽中加热2小时，则可以在室温下放24小时后再测α∞，两种方法t不同，对测定速度常数k有无影响？通常说反应速度常数k要随温度而变化，采用2小时的方法测定α∞，是否会影响k的数值？
五、思考题
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？
答案： 准一级反应
18、蔗糖水解实验中为什么不用浓硫酸和稀硝酸，而用盐酸？
答案：浓硫酸有脱水性（会使蔗糖脱水变成碳）和强氧化性，浓稀硝酸都有强氧化性，所以不能使用（蔗糖水解生成的葡萄糖和果糖具有还原性）。
19、为什么配蔗糖溶液可以用粗天平称量？
答案：本实验通过测at来求得k, k与反应物浓度无关，不同at对应于不同的浓度值，无须知道它的准确浓度，所以配置蔗糖溶液可以用粗天平称量。
5、旋光法测定蔗糖水解反应的速率常数实验分哪几步？
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。
蔗糖转化反应的速率常数
实验一 旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数1目的要求(1) 测定蔗糖转化反应的速率常数和半衰期。
(2)了解旋光仪的基本原理，掌握旋光仪的使用方法。
2基本原理(1) 蔗糖转化的反应式为果糖葡萄糖蔗糖 O H C O H C O H O H C 62166126H2112221+−→−++在纯水中此反应的速度极慢，通常需要在H +催化作用下进行，该反应为二级反应。
但是由于水是大量存在的，尽管有部分水分子参加了反应，但仍可认为在反应过程中水的浓度是恒定的，而H +起催化作用，其浓度也保持不变。
因此，蔗糖转化反应可看作是一级反应。
一级反应的速率方程表达式如下：-dc/dt=kc (1)积分可得： lnc=-kt+lnc 0 (2) 式中：c —反应时间为t 时的反应物浓度；c 0—反应物起始浓度；t —反应时间； k —反应速率常数。
当c= 1/2c 0时，时间t 可用t 1/2表示，即反应的半衰期t 1/2=ln2/k=0.693/k (3)由式(2)可以看出，lnc 对t 作图为一直线，直线的斜率为反应速率常数k 。
若要直接测量不同时刻的反应物浓度非常困难，但蔗糖及其转化产物都有旋光性，而且旋光能力不同，故可以利用系统在反应过程中旋光度的变化来度量反应的进程。
(2) 测量旋光性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、溶液的浓度、样品管长度、光源及温度等均有关系。
当其它条件固定时，旋光度与反应物浓度呈线性关系。
即α=Kc (4)式中K 为比例系数，与旋光物质的本性有关。
蔗糖是右旋物质，而反应产物混合物中，葡萄糖是右旋的，果糖是左旋的，但其旋光能力较葡萄糖大，所以从总体上反应产物呈左旋性质。
随着反应的进行，系统的右旋角不断减小，反应至某一瞬间，系统的旋光度恰好等于零，而后就变成左旋，直到蔗糖完全转化，这时左旋角达到最大值α∞。
则α0=K反c0 (蔗糖尚未分解t=0) (5)最后的溶液旋光度为α∞=K产c0 (蔗糖全部转化t=∞)(6)式中K反、K产分别表示反应物与产物之比例系数，c0为反应物的起始浓度，亦是生成物最后的浓度。
旋光法测定蔗糖水解反应速率常数
四、实验步骤
将测定 时剩余的溶液倒入洁净的大试管 里，并置于60℃恒温水浴中30分钟，然后 冷却到室温再装管测定三次旋光度取平均 值（即）。 实验完毕后，将“光源”开关置于交流档， 关闭电源。小心地清洗仪器，尤其是旋光 管要清洗干净，至无酸性为止，以避免腐 蚀旋光管两端的金属部件，且注意不要丢 失旋光管两端的玻片和密封圈。
0 t
三、仪器与试剂
自动数字旋光仪1台； 10cm 旋光管1支； 恒温槽； 天平； 计时器； 烧杯（100ml）； 带盖刻度试管（100ml，2支）， HCl溶液（3 moldm-3）， 蔗糖（A.R.）
三、仪器与试剂
自动数字旋光仪
滤 偏振 小孔 物镜 色 光源 镜A 光栅 片
七、思考题
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t是否需要零点校正？为什么？ 蔗糖溶液为什么可以粗略配制？ 蔗糖的转化速率常数k与哪些因素有关？ 实验中，要将测定t 所剩余的溶液倒入洁 净的容器中，并置于60℃恒温水浴中30分 钟，其目的是什么？ 实验测定过程中，为什么旋光管的两端和 中间必须绝对擦干？实验完成后，清洗旋 光管时应注意什么？
六、数据处理
将室温下的t、、时间t、温度T的数据 列表备用。 作出t～t曲线，在t～t曲线上按时间等间 隔地读取8组t～t数据，连同对应的数据 ln ( t ) 列表备用。 作出直线 ～t，由其斜率求k’， ln ( t ) k ' t 。 并计算反应的半衰期t1/2ln ( 0 )
五、注意事项
装样时，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。 在测定 时，通过加热使反应速度加快， 但加热温度不要超过60℃，加热过程要 防止水的挥发导致溶液浓度变化。 由于酸对仪器有腐蚀，操作时应特别注 意，避免酸液滴到仪器上。实验结束后 必须将旋光管洗净。 钠光灯点亮后，先接交流预热15分钟， 再切换到直流供电。直到测试结束再关 闭，中途不应随意开关，否则会降低钠
3.9 旋光度法测定蔗糖水解反应的速率常数
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°。
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旋光法测定蔗糖转化反应的活化能一、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、 基本原理蔗糖在水中转化成葡萄糖和果糖，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很慢，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是准一级反应。
一级反应的速率方程可由下式表示： –dtdc A=A kc (1) C A 为时间t 时反应物的浓度，k 为反应速率常数。
积分可得：0,ln ln A A c kt c +-= (2)式中， C A,0为反应物的初始浓度。
当C A =1/2C A,0时，t 可用t 1/2表示，即为反应的半衰期。
由(2)式可得:(3)从上式可以看出，在不同时间测定反应物的相应浓度，并以c ln 对t 作图，可得一条直线，由直线的斜率可求得反应速率常数k ，由于反应是不断进行的，要快速分析出反应物的浓度是很困难的。
但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，故可利用体系在反应进程中旋光度的变化来度量反应的进程。
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、样品管的长度及温度均有关系。
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 （4） 式中比例常数β与物质旋光能力、溶剂性质、样品管长度、温度等有关。
作为反应物的蔗糖是右旋性物质，其比旋光度[α] =66.6º；生成物中葡萄糖也是右旋光性物质，其比旋光度[α] =52.5º，但果糖是左旋性物质，其比旋光度[α] =-91.9º。
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，直至完全转化，这时左旋角达到最大值α∞。
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 ，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，t α，∞α表示。
αt =β蔗c +(β葡+β果)（c 0- c ） （5）α∞=(β葡+β果)c 0 （6）由以上三式可得c 0 =（α0-α∞）｛β蔗-(β葡+β果)｝-1 (7) c=（αt -α∞）｛β蔗-(β葡+β果)｝-1 (8)将式(7)、（8）代入式（2）并整理得经联立方程可推导出： ∞-ααt ln())ln(0∞-+-=ααkt 显然，以)ln(∞-ααt 对t 作图可得一直线，直线斜率即为-k 。
三、 仪器、试剂WZZ-3型自动旋光仪 移液管（25ml ） 恒温水浴蔗糖（分析纯） 容量瓶（50ml ） HCl （4.00N ） 锥形瓶（150ml ）烧杯（50ml ）四、 实验步骤1． 自动旋光仪的使用a) 将仪器电源插头插入220V 交流电源，打开仪器右侧的电源开关，这时钠光灯应启辉，需经5分钟钠光灯才发光稳定。
b) 将仪器右侧的光源开关向上扳到支流位置，直流灯点亮后按“回车”键这时液晶显示屏即有MODE L C n 选项显示（MODE 为模式，C 为浓度，L 为旋光管长度dm ，n 为测试次数；默认值：MODE ：1；L ：2.0；C ：0；n ：1）。
c) MODE1即为旋光度测试，所以在测试中无需改变参数的设置。
MODE2：比旋度；MODE3：浓度；MODE4：糖度； 2. 旋光仪的零点校正蒸馏水为非旋光性物质，可以用来校正旋光仪的零点。
校正时，先洗净样品管，再向管内灌满蒸馏水，在上面形成一凸面，然后盖上玻璃片和套盖，此时管内不应有气泡存在；如果旋光管中有气泡，应先让气泡浮在凸颈处；通光面两端的雾状水滴，应用滤纸擦干；旋光管螺帽不宜旋的过紧，以免产生应力，影响读数；旋光管安放时应注意标记的位置和方向。
将旋光管放放入旋光仪的光路中，盖上箱盖，此时旋光仪自动开始测量，待读数稳定后，按“清零”键，液晶屏上会显示0读数。
3. 反应过程的旋光度的测定称取10g 蔗糖，在锥形瓶内加入50ml 蒸馏水溶解，溶解完全后，用移液管吸取25ml 蔗糖溶液注入预先清洁干燥的锥形瓶中；用另一支移液管吸取25ml4.00N 的HCl 溶液加入25ml 的蔗糖溶液中，同时记下反应开始的时间，迅速混合均匀后，用少量反应液润洗旋光管两次，然后将反应液装满旋光管，旋上套盖，放入自动旋光仪中，盖好箱盖。
仪器将自动显示该样品的旋光度。
第一个数据在3分钟时测量，前15分钟内每分钟测量一次，以后由于反应物的浓度降低，使反应速率变慢，可以每次间隔5分钟测量一次，一直测量到旋光度为负值为止。
4. ∞α的测量：通常有两种方法测定∞α，一是将剩余的25ml 蔗糖溶液中加入25ml 4.00mol/L 的HCl 溶液，放入60℃恒温水浴中温热30分钟以上，使水解完全。
然后取出，冷至室温下测量旋光度，在10分钟内读取5个数据，取其平均值，即为∞α。
一是将反应放置48小时以上，让其反应完全后测∞α；一种方法容易产生副反应，使溶液颜色变黄。
而后一种方法时间太长。
在上述操作过程中，因为加热，常导致反应体系中算河水的挥发，影响反应物质的浓度和反映进程，而且蔗糖在此实验条件下是否完全转化为产物，也不容易确定。
因此可以采用Guggenheim 法处理数据（见问题讨论部分），这样可以不必测∞α。
本实验采用第一种方法。
实验完毕，洗净量筒和锥形瓶，放入烘箱中干燥。
洗净样品管，注入蒸馏水，放入旋光仪。
五、数据记录和处理 1、t= ，α=2、以ln （t α—∞α）对t 作图，从所得直线斜率求k 。
3、计算蔗糖转化反应的半衰期t 1/2。
六、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℃。
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。
实验结束后必须将旋光管洗净。
4.旋光仪中的钠光灯不宜长时间开启，测量间隔较长时应熄灭，以免损坏。
七、问题讨论1. 实验关键点①温度对实验数据的影响大，要注意整个实验时间内的恒温。
若无样品管恒温夹套，则旋管光管离开恒温水浴适应短。
根据实验数据，当[H +]=1mol ·L -1、蔗糖溶液的浓度为10%时， 则k(303.7K)=3.35×10-2min -1 k(313.2K)=7.92×10-2min -1 由以上数据求得：在303.7～313.2K 温度范围内，平均活化能E a ︽71kJ ·mol -1。
由此可见，本实验的实验温度范围最好控制在288～303K 内。
温度过高，反应速度太快，读数将发生困难[1]。
②HCI 溶液的浓度也要配制准确，因为[H +]对反应速度常数有影响，影响情况见表1。
若酸浓度不准，尽管数据的线性关系较好，但k 值偏离文献数据。
表1 温度和盐酸浓度对蔗糖水解速率的影响[2](蔗糖溶液浓度均为10%)3/-⋅dmmol c HCI13min /10-⨯k K 2.298 K 2.308K 2.3180.0502 0.4169 1.738 6.213 0.2512 2.255 9.355 35.860.4137 4.043 17.00 60.62 0.9000 11.16 46.76 148.8 1.21417.455 75.97 --1108-⋅=mol kJ E③有研究报道，在30℃的实验条件下，HCI 浓度在1～3mol ·L -1范围时，蔗糖水解速率常数k 与[H +]的关系为：[]623.13311070.23108.1min /+---⨯⨯+⨯=H k 。
实验在30℃，蔗糖反应液配制：蔗糖（10g ）+水（50mL)+ HCI(25 mL ，4mol/L)，已知反应液中[H +]=1.33 mol/L ，将代入上述计算，得速率常数值k=0.0395 min -1。
应用本文提出的方法得到的k 1=0.035985 min -1和k 2=0.038977 min -1，比常规方法得到的k 1=0.05104 min -1和k 2=0.06092min -1更接近于文献值[3]。
2. 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，所测的旋光度是否需要零点校正?为什么?解：一般蒸馏水的旋光度很小或接近零，因此用蒸馏水可以校正仪器。
另一方面由于水也有一定的旋光度对于溶液的旋光度有一定的影响，即导致旋光度的偏高，结果反应速率常数也受到影响，因此进行校正。
3. 为什么配制蔗糖溶液可用粗天平称量?解：①对于这个假定分子（二级）反应，由于存在大量水，虽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，所以只要蔗糖浓度不太浓，水的浓度变化问题对反应速速率影响不大。
②尽管蔗糖的转化速率与蔗糖浓度、酸浓度、温度及催化剂种类有关，但反应速率常数k 与其中的蔗糖浓度无关，这是可以从公式看出的。
4. 蔗糖的转化速度和哪些因素有关？解：盐酸的密度稍大于蔗糖，将盐酸加蔗糖溶液时溶液可以容易混合，否则混合不均匀就影响反应的均匀进行。
5.对旋光度不变的某样品，若用长度为10cm ，20cm 旋光管测其旋光度，测量值分别为1α，2α，则（A ）1α=22α （B ）21α=2α （C ）1α=2α （ D ）1α2α≠解：6．测定蔗糖转化反应的速率常数可用下列哪一种方法：（A ）量气体体积 （B ）旋光法 （C ）电导法 （ D ）分光光度法 解：（B ）7．在测定蔗糖溶液旋光度时，使用的光源是：（A ）钠光灯 （B ）白轵灯 （C ）水银灯 （ D ）红外灯 解：（A ）8. 为什么蔗糖转化反应可看作是准一级反应？解：蔗糖水解反应动力学早在1850年即为Wilhelmy 所建立，它是化学动力学中最早经过定量研究的一个反应。
不论在实验原理上还是在实验测定方法上都具有代表性，因而几乎被国内所有的物理化学实验教材所选用。
精确的实验结果表明，蔗糖水解的反应速率为：式中c 为蔗糖的浓度，即反应实际上为8级反应。
在本实验条件下，10克蔗糖溶于50ml 水中，其浓度为：333158.0105030.34210---⋅=⨯÷⋅dm mol dm mol g g而水的浓度为： ,即 >>c 。