旋光法测定蔗糖水解
实验三----旋光法测定蔗糖水解速率常数
盐酸溶液 等体积混合，用旋光仪测定旋光度随时间的变化关系，然后推算蔗糖的水解程度。
因为蔗糖具有右旋光性，比旋光度为=66.37o ，而水解产生的葡萄糖为右旋性物质，其比旋光度为 =52.7o ；果糖为左旋光性物质，其比旋光度为 = -92o ，由于果糖的左旋性比较大，故反应进行时，右旋数值逐渐减小，最后变成左旋，因此蔗糖水解作用又称为转化作用。
用旋光仪器测得旋光度的大小与溶液中被测物质的旋光性、溶剂性质与光源波长、光源经过的的厚度、测定时温度等因素有关。
当这些条件固定时，旋光度α与被测溶液的浓度a 呈直线关系，所以α0=A 反a （t =0蔗糖未转化时的旋光度） （3.6）α∞=A 生a （t =∞蔗糖全部转化时的旋光度） （3.7）αt =A 生(a-x )+ A 生x {t = t 蔗糖浓度为(a-x )时的旋光度} （3.8）式中，A 反、A 生为反应物与生成物的比例常数，a 为反应物起始浓度也是水解结束生成物的20][D α20][D α20][Dα浓度，x 为t 时生成物的浓度。
由（3.6），（3.7），（3.8）式得： （3.9）将式（3.9）代入（3.3），则得： （3.10）将式（ 3.10）整理得： (3.11)以lg(αt -α∞)对t 作图，由直线斜率求出速率常数k 。
如果测出不同温度时的k 值，利用Arrhenius公式求出反应在该温度范围内的平均活化能。
三、仪器与药品旋光仪及其附件1套，叉形反应管2只，恒温槽及其附件1套，停表1只，容量瓶（100mL ）1个，（25mL ）3只。
移液管（25mL ，胖肚）1根，移液管（25mL ，刻度）1根，烧杯（50mL ）1只，洗瓶1只，洗耳球1个。
蔗糖（分析纯），盐酸1.8mol .L -1。
四、实验步骤1.仪器装置∞∞--=-ααααt x a a 0∞∞--=ααααt t k 0ln 1)ln()ln(0∞∞-+-=-ααααkt t 2ln RT E dT k d a =请仔细了解旋光仪的构造和原理，掌握使用方法。
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。
蔗糖水解过程旋光度的测定
任务5.2 在网页中插入图像
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任务5.2 在网页中插入图像
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实验3-6 蔗糖水解过程旋光度的测定
CONTENTS
01
目
02
录
03 04
05
06
07
08
目的要求 实验原理 实验用品 实验装置图 实验步骤 数据记录 注意事项
思考题
【目的要求】
一
了解旋光度的 测定原理和方 法
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°。
关于旋光法测定蔗糖转化反应的实验报告_实验报告
关于旋光法测定蔗糖转化反应的实验报告_实验报告篇一：旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数试验报告旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数试验报告一、试验名称：旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数二、试验目的1、了解旋光仪的基本原理，把握旋光仪的正确用法方法；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、试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，虽有部分水分子参与反应，但与溶质浓度相比认为它的浓度没有转变，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为反应开头时蔗糖的浓度；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。
本试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改变来指示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)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 作图可得始终线，由直线斜率即可求得反应速度常数k 。
四、试验数据及处理：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、商量思索：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实验报告
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。
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？葡萄糖和果糖一级2、WZZ-2S数字式旋光仪的使用分为哪几步？打开电源打开光源按测量键清零测量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？有赶到旋光管凸肚内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？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变为左旋5、溶液配制这步如何操作？称取10克蔗糖于烧杯中，加蒸馏水溶解，移至250ml容量瓶定容至刻度，将蔗糖溶液注入一锥形瓶中，另加移液管吸取25ml酸溶液注入另一锥形瓶中，将两个锥形瓶用玻璃塞或橡皮塞后，置于30°恒温6、旋光法测定蔗糖水解反应的速率常数实验分哪几步？7、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？混合蔗糖溶液和盐酸溶液是为了测定水解速率常数的话就不能将蔗糖加入盐酸中由于反应中水是大量的，消耗的水可忽略不计，所以该反应可看作是一级反应。
反应速率只与蔗糖的浓度有关。
盐酸只作催化剂。
如果将蔗糖加入盐酸中，蔗糖的起始浓度就是一个变化的值，而且先加入的蔗糖会先水解，影响起始浓度和反应速率。
8、αt如何测？大概每隔多长时间测一次？将恒温后的两个锥形瓶取出，将HCl溶液倾倒至蔗糖溶液中。
倾倒的同时，开始用秒表计时，然后将两锥形瓶互相倾倒2～3次，使溶液混合均匀。
用少许混合液荡洗旋光管2-3次，然后按步骤3操作。
将加好溶液的旋光管擦净外面和两端玻璃盖片，置于旋光仪中，打开示数开关测量各时间时溶液的旋光度，反应前期速度较快，可每两分钟测一次，5分钟左右9、旋光度的正负表示什么意思？旋光度与哪些因素有关？左右旋物质的旋光能力溶剂性质溶液浓度样品管长度光源波长温度等10、αt的测量时间是否正好为5，10，…60分钟?不是11、在本实验中若不进行零点校正对结果是否有影响？蔗糖是否纯，通过测比旋光度来鉴定。
蔗糖水解速率常数的测定-2
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。
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（三）预习报告参考格式
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和半衰期。
基本原理：
蔗糖在水中转化成葡萄糖与果糖，其反应为：
C12H22O11 ( 蔗糖)+ H2O →C6H12O6 (葡萄糖)+ C6H12O6( 果
糖)
右旋右旋左旋
将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：
当C=时,时间t可用t1/2表示,既为反应半衰期:t1/2 =ln2 / k = /
k
设体系最初的旋光度为：α0=β反C o ( t=0,蔗糖尚未转化)
体系最终的旋光度为：α∞=β生C o ( t=∞,蔗糖已完全转化)
最终得到：
ln(αt-α∞)=-kt+ln(αo-α∞)
显然,以ln(α0-α∞)对t作图可得一直线,从直线斜率即可求得反应速率常数k。
实验步骤
一、请仔细阅读仪器九“旋光仪”章节，了解旋光仪的构造和原理，掌握使用方法。
二、旋光仪的零点校正
三、反应过程的旋光度的测定
四、α∞的测量
五、将恒温水浴和恒温箱的温度调高5℃，按上述步骤三和四再测量一套数据。
数据记录
1. 将实验数据记录于下表:
温度：℃c(HCl): α∞:
文献数据
温度与盐酸浓度对蔗糖水解速率常数的影响
注意事项
1、反应溶液腐蚀性很强，不要滴在仪器上，实验完毕要洗干净样品管。
2、测量完毕的溶液要倒入烧杯中，以防丢失样品管的盖玻璃。
3、为确保能尽快读出第一个数据，事先要熟悉装样方法和旋光值的读法。
4、用反应溶液涮洗样品管时，用量要少，以免溶液不够。
5、秒表要连续计时，不能中途停止。
实验中可能的误差来源
1、反应开始时数据变化太快，记录的数据不够准确，存在误差。
2、锥形瓶在恒温水浴中放置的时间不够长，没有让蔗糖充分水解就进行α∞的测量。
3、旋光仪的零点校正不够准确。
4、盐酸和蔗糖的浓度配制得不够准确。
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：（1）因为蔗糖溶液以蒸馏水作溶剂。
（2）蔗糖转化反应过程中，无须再作零点校正，因为都以蒸馏水作校正，只需校正一次。
2、配置溶液时不够准确，对测量结果是否有影响
答：配置溶液时即使不够准确也没关系，对测量的结果不会有影响。
3、在混合蔗糖溶液和盐酸溶液时，我们将盐酸加到蔗糖溶液中，可否将蔗糖溶液加到盐酸溶液中去为什么
答：不可以，如果将蔗糖溶液加到HCl溶液中，盐酸会先和蔗糖反应，HCl溶液浓度过大，会加快蔗糖水解，影响测量结果、导致试验结果不准确。
4、本实验要想减少误差，应注意什么
答：若要减少本试验的误差应该注意：
（1）锥形瓶在恒温水浴种放置足够长的时间，让蔗糖充分水解；（2）开始时一定要校正旋光仪。