蔗糖水解反应速率常数测定的实验改进
蔗糖水解反应速度常数的测定(精)
药品仪器
1. 旋光仪； 2. 501型超级恒温器； 3. 单孔电热恒温水浴锅； 4. 移液管、锥形瓶、容量瓶等； 5. 蔗糖(AR)、HCl(2mol/L)； 6. 等等。
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实验步骤
开启恒温器 旋光仪开关
称取蔗糖 配制盐酸
调节温度 仪器调零
蔗糖盐酸 恒温15分
2.样品管洗涤及装液时要保管好玻璃片和橡皮 垫圈，防止摔碎或丢失；
3.配制蔗糖溶液时要注意使蔗糖固体全部溶解， 并充分混均溶液；
4.测定α∞时，要注意被测样品在50~60℃条件 恒温50min后(但不能超过60℃，否则有副反 应发生)，移到超级恒温器中再恒温20min；
5.必须对旋光仪调零校正，若调不到零，需要 进行数据校正。
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来度量， 比旋光度用下式表示：
[ ]2D0
l
100 CA
[ ]2D0右上角的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),
为测得的旋光度, l为样品管长度(dm),
CA为浓度(g /100ml).
将(2)、(3)和(4)式代入(1)式即得：
ln(t ) Kt ln(0 )
显然，以ln(αt-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。 若知道不同温度下的速率常数，则
可求出反应的活化能Ea值：
Ea
RT1T2 T2 T1
ln
K2 K1
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思考题
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实验名称：蔗糖水解速率常数的测定摘要：本实验旨在测定蔗糖水解速率常数。
通过将蔗糖与酵素反应，测定不同时间内的产物浓度变化，从而计算得到水解速率常数。
引言：蔗糖是一种常见的二糖，在生物体内会被酶类催化水解为葡萄糖和果糖两种单糖。
研究蔗糖水解速率常数对于理解生物体内酶的性质及催化机制具有重要意义。
本实验将使用酵母提取液作为酶，通过测定一定时间内蔗糖水解产物的浓度变化，计算得到水解速率常数。
材料与方法：1.实验仪器：比色计、离心机。
2.实验试剂：蔗糖溶液、酵母提取液、磷酸盐缓冲溶液、NaOH溶液。
3.实验步骤：(1)准备一系列不同浓度的蔗糖溶液，将其分别加入试管中。
(2)在每个试管中加入一定量的酵母提取液，并利用离心机以一定速度离心。
(3)将试管放入比色计中，设置好波长和初始时间。
(4)同时开始计时，每隔一定时间测定一次试管中产物的吸光度。
(5)将吸光度值转换为产物浓度，计算各个时间点的蔗糖水解速率。
(6)根据速率和初始蔗糖浓度的关系，计算得到水解速率常数。
结果与讨论：根据实验数据计算得到一系列不同时间点的蔗糖水解速率。
将各个时间点的速率与初始蔗糖浓度进行图表绘制，得到一个曲线。
通过拟合曲线，计算得到蔗糖的水解速率常数。
结论：本实验成功测定了蔗糖水解速率常数。
该常数对于了解酶类催化水解过程中的动力学机制具有重要意义，可以为进一步研究酶的性质与催化机制提供理论基础。
实验改进与展望：本实验选取了酵母提取液作为酶，但也可以尝试使用其他酶类进行水解实验，比较不同酶的水解速率常数。
同时，本实验仅仅是对蔗糖水解过程的初步研究，未进一步探讨酶的特性与催化机制，未来可以通过研究酶的底物浓度、温度、pH等因素对水解速率的影响，进一步完善相关理论。
_蔗糖水解反应速率常数测定_实验数据处理的改进
此，当一个化学反应热力学判断它是可能进行时，就有必 要对它进行动力学的研究，以便使这种可能性成为现实，
2.1 “蔗糖水解反应速度常数的测定”实验原理简介
蔗糖水解反应速度是一级反应，其动力学方程式为：
并使之按照需要的速率进行。因而，化学反应速率的大小 直接决定该反应是否在生产实践中有实际价值，而反应速 率的大小由化学反应速度常数决定。因此，正确的确定化 学反应速度常数尤为显得重要，通常可以通过化学的方法 或物理的方法来测定。例如，学生做实验就是采用物理的 方法来测定的。但是传统的实验数据处理方法上存在问 题，它是利用做标纸来进行的，通过计算作图来获取实验 结果。由于在描点划线、选取坐标比例时引入的误差因人
3讨 论
“蔗糖水解反应速度常数的测定”实验在手工作图处理 数据时，主要误差来源：①比例尺选择不恰当。比例尺改变，
１
０．５
０ ０
Ｘ Ｖａｒｉａｂｌｅ １ Ｌｉｎｅ Ｆｉｔ Ｐｌｏｔ
２０
４０
６０
８０
Ｘ Ｖａｒｉａｂｌｅ １
Ｙ 预测 Ｙ
曲线形状也随之改变，如选择不当，不能反映出实验数据的有 效数字，甚至得出错误的结论。②描点画曲线产生的误差。这 一步要求尽可能接近各点作曲线，曲线应光滑清晰。曲线不必 通过所有的点，但分布在曲线两旁的点数应近似相等，测量点 与曲线距离应尽可能小。但这在具体操作时往往误差很大。③ 求斜率时的读数误差等。由于以上原因同样的数据处理的结果
１ ０．８ ０．６ ０．４ ０．２
０ ０
２０
４０
６０
８０
ｔ（ｍｉｎ）
图2 lg(αt-α∞)─t图
求出实验结果 由上面知：直线斜率为a=-0.001134或利 用 函 数 中 的 统 计 功 能 对 lg(αt-α∞)列 、t列 做 回 归 统 计 ， 求 出 斜率slope，再利用斜率求出反应速度常数 k=-2.303slope=2. 303×0.01134=0.0261min-1。
蔗糖水解速率常数测定实验教学内容的改进
蔗糖水解速率常数测定实验教学内容的改进蔗糖是一种重要的食品原料，在食品加工中有着广泛的应用。
它的水解反应是生物代谢中重要的一环，也是有机反应中不可缺少的一环。
因此，研究蔗糖水解反应在有机化学教学中十分重要。
本文以“蔗糖水解速率常数测定实验教学内容的改进”为标题，旨在改进蔗糖水解实验的教学内容，以提高学生的学习效果。
首先，本研究从实验环境出发，采取步骤推进的方法，提出了改进实验的建议。
针对实验的环境，改进实验的首要任务是确保实验环境的安全。
因此，学生在实验前要阅读安全操作规程，加强安全意识，掌握实验安全知识，以确保实验过程的顺利进行。
其次，本研究从实验设备出发，改进实验的第二个任务是确保实验设备的有效使用。
为此，需要在实验前对所使用的各种设备进行检查，确保它们是完整且有效的，确保实验步骤完全顺利。
此外，在实验中，应该充分利用计算机软件，比如origin等，使用数据处理系统，更好地收集和处理实验数据，实现更加方便准确的实验。
再次，本研究从实验步骤出发，提出了改进实验步骤的建议。
针对实验步骤，改进实验的主要任务是加强学生对实验步骤的理解和掌握。
因此，在实验前应进行有效的教学，详细讲解实验步骤，做好步骤的示范，使学生能够更好地理解实验步骤，并且熟悉实验的操作方法。
最后，本研究从实验结果出发，提出了改进实验结果的建议。
针对实验结果，改善实验的主要任务是提高实验结果的准确性。
因此，在实验中要注意控制实验条件，尽量保证实验结果的准确性；另外，在实验过程中需要进行反复测试，以提高实验结果的准确性。
本研究以改进蔗糖水解实验教学内容为目的，提出了以上改进实验的建议，以在实验中提高学生的学习效果。
未来的研究可以继续开展实证研究，对这些建议进行实证验证，以获得更为可靠的改进实验成果。
总之，蔗糖水解实验是一项重要的实验，其实验教学内容的改进将有助于提高学生的学习效果。
本文以“蔗糖水解速率常数测定实验教学内容的改进”为标题，提出了从实验环境、实验设备、实验步骤和实验结果等方面改进实验的建议，为实际教学提供参考。
关于物理化学实验“蔗糖转化速度常数的测定”教学的几点建议
·教学探讨·关于物理化学实验“蔗糖转化速度常数的测定”教学的几点建议张祺嘉钰，张光辉，刘靖丽，李 治，赵重博，宋艺君，吴建华 （陕西中医药大学药学院基础化学实验中心，陕西咸阳７１２０４６）摘要：蔗糖转化速度常数的测定实验是大多数高校必开的一个属于非常经典的物理化学实验项目，该实验采用旋光仪测定蔗糖水解反应时的转化速度常数及半衰期。
基于本着提升实验教学质量，同时改进实验教学效果的目的，我们将从建立电子版实验报告，“抛砖引玉”式学习，重视团结精神等方面加以改进该实验教学。
关键词：物理化学实验；蔗糖转化速度常数的测定；旋光仪中图分类号：Ｇ６４ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００６ ３７６５（２０２０） ０９ ００９５ ０２作者简介：张祺嘉钰，女（１９８６ ０２－）。
学历：研究生。
职称：实验师。
从事中药学、物理化学与基础化学实验教学工作。
Ｅ ｍａｉｌ：ｂａｂａｏ１２１９＠１６３ ｃｏｍ通讯作者：吴建华。
Ｅ ｍａｉｌ：６４５９７２８９＠ｑｑ ｃｏｍ基金项目：陕西中医药大学２０１８年物理化学课程思政项目（２０１９００１５）；陕西中医药大学２０１５年物理化学课程综合改革项目（２０１５０１５）；陕西省中医药管理局中药炮制学重点学科项目（１３２０１８００３） 物理化学实验能够综合运用物理与化学的研究实验技术及手段，并结合数学运算方法等来探讨物质的物理化学性质及化学反应规律〔１〕，为很多大学开设的化工、制剂、化学、材料、药学等专业的实验基础课程〔２〕，尤其在学生注重理论与实践结合〔３，４〕，能够熟练掌握物理化学基本知识中起着非常重要的作用。
蔗糖转化速度常数的测定实验是目前我国大多数高校必开的一个非常经典的物理化学实验项目，该实验操作相对简单，数据处理并不繁琐，所以学生对于该实验大多还是能够达到基本要求的。
不过一般学生在实验具体操作时，还是会出现很多问题，比如：课前预习报告填写的不到位，实验目的和方法了解的不彻底，实验过程中细节做得不是很好，实验记录数据不完整或者清洗旋光管不干净，甚至可能某些操作是错误的等。
蔗糖水解反应速率常数的测定实验报告误差分析
蔗糖水解反应速率常数的测定实验报告误差分析蔗糖水解反应速率常数的测定实验报告误差分析蔗糖水解反应速率常数的测定——思考题一、思考题1. 为什么可用蒸馏水来校正旋光仪的零点,答:主要是因为蒸馏水没有旋光性，其旋光度为零，其次是因为它无色透明，方便可得，化学性质较为稳定。
2. 在旋光度的测量中为什么要对零点进行校正,它对旋光度的精确测量有什么影响,在本实验中若不进行校正对结果是否有影响,答: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。
3. 为什么配置蔗糖溶液可用上皿天平称量,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。
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.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,答:这要取决于所用光源的波长，波长接近纳黄光或比钠黄光的波长长时可采用，因为单色光的散射作用与波长有关，波长越短，散射作用越强，而在该实验中所观察的是透过光，因此应选用波长较长的单色光，通常选用钠黄光。
6.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。
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。
蔗糖水解反应速率测定实验设计的改进
性，使平面偏振光旋转了一个角度，零度视场发生了
变化，三分视场暗度不再一致。此时转动检偏镜一定
角度，能再次出现暗度一致的视场。检偏镜由第一次
黑暗到第二次黑暗的角度差即为被测物质的旋光度。
3. 1. 2 校正仪器的零点
蒸馏水为非旋光性物质，可用来校正仪器的零点 （即 α＝０ 时，仪器对应的刻度）。洗净样品管，将样品 管一端盖子打开，转入去离子水，使液体成一突出液 面，然后盖上玻璃片，此时管内不应有空气泡存在，再 旋上套盖，使玻璃片紧贴旋光管，勿使漏水。但必须注 意旋紧套盖时，不能用力过猛，以免压碎玻璃片，用滤 纸擦干样品管，再用擦镜纸将样品管两端的玻璃片擦 干净。放入旋光仪，打开电源，预热 ５～１０ ｍｉｎ，钠灯 发光正常。调目镜聚焦，使视野清晰；调检偏镜至三分 视野暗度相等为止，记录游标（右边）刻度为检偏镜旋 角，记录仪器零点。读数注意零度以下的实际旋光度 （读数 －１８０）。读数 ３ 次取平均值，即为零点，用来校 正仪器的系统误差。 3. 2 蔗糖水解反应及反应过程旋光度的测定 3. 2. 1 测定方法
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 ｎｍ），α 为测得的旋光度，
ｌ 为样品管长度（ｄｍ），ＣＡ 为浓度（ｇ／１００ ｍＬ）。
作为反应物的蔗糖是右旋性物质，其比旋光度
２０
［α］Ｄ ＝６６．６；生成物中葡萄糖也是右旋性物质，其比
２０
旋光度［α］Ｄ ＝５２．５，但果糖是左旋性物质，其比旋光
２０
１．５
０．００５ １
１３５．９
２５
１．５
０．００８ ６
８０．６
３０
１．５
０．０１８ １
３８．３
4结论
蔗糖水解速率常数的测定实验数据
蔗糖水解速率常数的测定实验数据在化学研究中，蔗糖水解速率常数的测定实验数据扮演着至关重要的角色。
蔗糖是一种常见的碳水化合物，其水解反应可以带来丰富的实验数据，有助于我们深入理解化学反应的动力学特性。
本文将从实验方法、数据分析、结论总结等方面，全面探讨蔗糖水解速率常数的测定实验数据。
1. 实验方法蔗糖水解速率常数的测定实验通常采用酶催化反应，其中蔗糖酶作为催化剂加速了蔗糖的水解反应。
实验过程中，首先需准备一定浓度的蔗糖溶液和适量的蔗糖酶溶液，然后通过不同时间间隔采集反应液样本，进而测定蔗糖水解产物的浓度变化。
2. 数据分析通过实验测得的蔗糖水解反应产物浓度数据，可以利用动力学方程表达水解反应速率与底物浓度的关系，进而拟合实验数据得到速率常数。
通过数学方法，我们可以进行数据处理和分析，得到蔗糖水解速率常数的具体数值。
3. 结论总结通过实验数据分析，我们可以得出蔗糖水解速率常数随温度、底物浓度等因素的变化规律。
实验还可以为我们提供更多关于催化剂活性、反应动力学等方面的深入理解。
蔗糖水解速率常数的测定实验数据对于研究化学反应动力学具有重要的意义。
个人观点和理解蔗糖水解速率常数的测定实验数据是化学研究中不可或缺的一环。
通过实验数据的分析和研究，我们能够更深入地理解蔗糖水解反应的动力学特性，为实际生产和应用提供科学依据。
实验数据的准确测定也对于优化工业生产过程、提高反应效率具有积极意义。
总结通过本文的探讨，我们对蔗糖水解速率常数的测定实验数据有了更为全面的认识。
从实验方法到数据分析再到结论总结，我们深入探讨了这一重要领域，同时也共享了个人的观点和理解。
希望本文能为广大化学研究者提供一定的参考价值，同时也激发更多人对化学反应动力学的探索与研究。
蔗糖水解速率常数的测定实验数据可以帮助我们更深入地了解化学反应动力学的特性。
在实验中，我们可以通过控制不同条件下的反应过程，获取不同的实验数据，从而得出蔗糖水解速率常数的变化规律。
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I m p r o v e me n t o f S p e e dC o n s t a n t D e t e r m i n a t i o ni nS u c r o s e H y d r o l y s i s R e a c t in f e n g, S H E NG u a n g z h i , G A OJ i n g
( a . P h a r m a c y D e p a r t m e n t ;b . H o n g q i H o s p i t a l , M u d a n j i n g M e d i c a l U n i v e r s i t y , M u d a n j i a n g 157011, C h i n a )
· 44·
实验科学与 技术
2009 年 10 月
蔗糖水解反应速率常数测定的实验改进
邹桂华 , 刘春凤 , 沈广志 , 高 静
a b a a
( 牡丹江医学院 a . 药学系 ;b . 红旗医院 , 黑龙江 牡丹江 157011)
摘要 :蔗糖水解反应速率常数 测定是典型的一级反应动力学实验 , 是物理化学 实验的基 本内容之一 , 针对实验中 出现的问 题 , 对实验方法 , 实验仪器 , 数据处理的方法进 行了改进 , 实验结果满意 , 将实验变为综 合性设 计性实 验 , 从设计 实验方 案到溶液的配制 , 到旋光仪的 使用 , 到 数据的处理 , 再到计算机的使用 , 激发了学生的学习热情 , 提高了学生的综合素质 。 关 键 词 :蔗糖水解 ;旋光度 ;数据处理 中图分类号 :T S 244. 11 文献标识码 :B 文章编号 : 1672 -4550( 2009) 05 -0044 -02
于 60℃的水浴上温热 30 m i n , 冷 却至室温测定旋 光度 , 但因为加热 , 酸和水的挥发导致物质浓度发 生变化 , 影响反应的进行 , 可能有副产物生成 , 而 且蔗糖是否完全转化也很难确定 , 导致反应终了时 α ∞测定不准确 。 4)手工使用坐标纸作图误差较大 。 5)学生被动的完成实验 , 学习热情不高 。
1 引 言
蔗糖水解反应速率常数测定是牡丹江医学院制 药 、 药学 、 检验专业开设的实验项目 。 是一个典型 的一级反应动力学实验 。 我们按照文献 [ 1 ] 的实 验设计进行操作 , 测定 20℃下的旋光度 , 通过用 坐标纸作图求得反应的速率常数 k 。 通过几年的教 学实践发现一些问题 , 因此我们根据现有的条件对 实验进行了改进 , 取得了满意的结果 。
a b a a
Ab s t r a c t :S p e e dc o n s t a n t d e t e r m i n a t i o ni ns u c r o s eh y d r o l y s i s r e a c t i o ni st h et y p i c a l f i r s t l e v e l r e a c t i o nk i n e t i c se x p e r i m e n t , o n e o f b a s i cc o n t e n t si np h y s i c a l c h e mi s t r ye x p e r i me n t .I nv i e wo f t h ep r o b l e me x i s t i n gi ne x p e r i m e n t , t h i sp a p e ri mp r o v e st h em e t h o d , i n s t r u me n t , a n dd a t ap r o c e s s i n g , w h i c hp r o d u c e s as a t i s f a c t o r ye x p e r i me n t a l r e s u l t .T h ee x p e r i m e n t i s c h a n g e di n t oc o mp r e h e n s i v ea n dd e s i g ne x p e r i m e n t , f r o mt h ed e s i g n e de x p e r i m e n tt ot h es o l u t i o nc o n f i g u r a t i o n , t ou s i n go p t i c a li n s t r u m e n t s , t od a t ap r o c e s s i n g , a n d c o m p u t e r su s e .T h u s s t i m u l a t e s s t u d e n t ss t u d ye n t h u s i a s m, i m p r o v e ss t u d e n t so v e r a l l q u a l i t y . Ke yw o r d s :s u c r o s eh y d r o l y s i sr e a c t i o n ;o p t i c a l r o t a t i o n ;d a t ap r o c e s s i n g
3 改进的实验内容与操作方法
根据学校的实际情况 , 我校采用的是大循环式 的实验教学方法 , 教师上课时同时指导 2个不同实 验的教学模式 。 将作蔗糖水解反应速率常数测定实 验的学生分成 4 个小组 , 采用 4台旋光仪 , 蔗糖浓 度按照实验书的要求为 20 。 影响实验结果的因 素主要有 2 点 : 温度和催化剂的浓度 。 为了充分调 动学生的积极性 , 让学生在阅读实验讲义后 , 自主 选择实验温度和催化剂的浓度 , 设计实验方案 , 配 制溶液进行实验 。 教师进行辅助指导 , 按实验教材 步骤进行操作 。 为了使反应在恒温条件下进行 , 我们制作了带 有恒温套管的旋光管 。 见图 1。