蔗糖水解反应速率常数的测定实验报告记录
实验十一蔗糖水解反应速率常数的测定实验报告.doc
实验十一蔗糖水解反应速率常数的测定实验报告.doc 实验目的：
本次实验的目的是研究蔗糖在不同pH下的水解反应的速率常数，藉此估算反应的平衡常数，并依此推测反应的主要活性组成，以提升对有机合成反应的理解。
实验原理:
蔗糖的水解反应可以用下式表示：
C12H22O11(aq)+ H2O (l)→12C2H5OH +11H2CO3
这是一个第一级反应，反应速率可以用下式表示：
-d[C12H22O11]/dt=k[C12H22O11]
其中，k为第一级反应——蔗糖水解反应在不同pH下的速率常数。
实验步骤：
1.准备实验设备：分离液比重计、称量瓶、烧杯及相应的工具；
2.准备实验消耗物：蔗糖、稀硫酸、稀硝酸、氯化钠；
3.按照实验要求，溶解蔗糖等适量消耗物，制备相应溶液；
4.依据实验要求，在分离液比重计上，根据试液缓慢改变比重，覆盖不同pH，进行反应；
5.同样观测不同温度下，蔗糖在不同pH下水解反应的速率，将反应速率数据记录下来；
6.根据采集到的反应数据，已Arrhenius关系式计算出反应的活化能，计算出反应的速率常数。
实验结果：
根据实验测得的结果，反应在不同pH下反应的速率常数如下：
pH 2：0.048min-1
总结：
通过本次实验，我们研究了蔗糖在不同pH下水解反应的速率常数。
结果表明，反应随着pH增加而增快，由此可见，pH对蔗糖水解反应速率有明显的影响。
此外，可以从不
同温度下，蔗糖水解反应的速率曲线中推断出活化能值，并根据Arrhenius关系式对反应的速率常数进行估算。
蔗糖水解速率常数的测定
ln(αtα∞)1
A B
ln(αt-α∞)2
0
t1
t2
t(min)
反应速率常数： K k
半衰期：
t1
2
ln 2 K
实验结果与讨论
⑴结果：实测值为Ｋ= ⑵计算实验偏差： ⑶分析产生偏差的原因： ⑷有何建议与想法？
注意事项：
1.装上溶液后的样品管内不能有气泡产生，样 品管要密封好，不要发生漏液现象；
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).
即可开始测量。 （二）旋光仪零点的校正 1．取1 dm 长的盛液管，装满蒸馏水，使液面凸出管，将小圆 玻片沿管口边沿平推盖好，不能带入气泡，然后装上橡皮圈， 旋紧螺帽至不漏水，螺帽不宜旋得太紧，否则使玻片产生扭力， 影响读数。用擦镜纸将管两端的玻片及外壁残液擦干。打开镜 盖，将盛液管置于旋光仪镜筒中，若有气泡，应将气泡放在中 间球形的上面，盖好盖子。 2．调节目镜上视度螺旋至视场中三分视场明暗程度清晰为止。 3．转动刻度盘手轮，使刻度盘的0º线与固定游标尺0º线重合， 从目镜观察三分视场消失，出现较暗的零度视场。如不一致， 缓慢转动刻度盘手轮，直到出现较暗的零度视场，记录刻度盘 读数，此数即为零点。
数据处理
1.计算αt-α∞和ln(αt-α∞)；
2.作ln(αt-α∞) ~ t关系图； 3.计算直线斜率k，反应速率常数K；
蔗糖水解反应速率常数的测定
一、实验目的1.利用物理分析法测定蔗糖水解反应速率常数k 及半衰期；2.掌握准一级反应的动力学特点；3.了解旋光仪的基本原理及使用方法。
二、主要实验仪器及药品仪器：旋光仪，恒温槽，停表，移液管，烧饼，量筒，具塞锥形瓶，吸耳球，镜头纸，滤纸药品：蔗糖（分析纯），HCl 溶液三、实验原理蔗糖转化的方程式为612612*********c O H O H O H O H C c H 果糖葡萄糖+−→−++蔗糖在纯水中水解速率很慢，但是在催化剂作用下会迅速加快。
常用的催化剂有氢离子和蔗糖酶等，其反应速率大小不仅与催化剂种类有关，也与催化剂的浓度有关。
蔗糖转化反应是一个复杂反应，反应速率方程可以表示为：[][][]γβα+=H O H O H C k dt dc 2112212- 式中，C 表示蔗糖的浓度。
研究表明，α=1，β=6，γ=1，因此蔗糖转化反应实际上是一个八级反应。
但在实验中，水和+H 往往大大过量，因此可以认为反应中两者的浓度不变。
因此可将上述反应速率方程写成如下形式[]112212-O H C k dtdc =此时的k 称为表观速率常数，即通过实验测定的蔗糖转化反应的速率常数。
因此，蔗糖转化反应可看做假一级反应（或称准一级反应）。
上式积分可得蔗糖浓度C 与反应时间t 的关系为kt c c -=0ln ln ，式中，0c 为反应开始时反应物浓度。
当c=0.50c 时，时间t 可以用21t 表示，即为反应的半衰期：21t =kk 693.02ln = 式子表明一级反应的半衰期只决定于反应速率常数k ，而与反应物起始浓度无关，只是一级动力学反应的特点。
同时，从式中可以看出，在不同的时间测定反应物的相关浓度，并以lnc 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 。
然而反应是在不断进行中的，要快速分析出反应物的浓度是困难的。
因此，找到一种合适的测定方法是关键。
蔗糖及其水解产物均为旋光物质，而且他们的旋光能力不同，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。
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。
蔗糖水解反应速率常数的测定实验报告
蔗糖水解反应速度常数测定报告人： 同组人： 实验时间2014年05月21日一、实验目的1．根据物质的光学性质研究蔗糖水解反应，测定其反应速度常数。
2．了解旋光仪的基本原理、掌握使用方法。
二、实验原理蔗糖在水中水解成葡萄糖与果糖的反应为：122211261266126HC H O H O C H O C H O ++−−→+蔗糖葡萄糖果糖为使水解反应加速，反应常常以H 3O +作催化剂，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：dckc dt -= （7-1） 或 01ln ck t c= （7-2）式中：0c 为反应开始时蔗糖的浓度，c 为时间t 时蔗糖的浓度。
当0/2c c =时，t 可用1/2t 表示，即为反应的半衰期。
1/2ln 2t k=（7-3） 上式说明一级反应的半衰期只决定于反应速度常数k 而与反应物起始浓度无关，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α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[]α这一概念并以下式表示[]tD lcαα=（7-4）式中,t 为实验时的温度；D 为所用光源的波长，α为旋光度,l 为液层厚度（常以10cm 为单位）；c 为浓度（常用100mL 溶液中溶有m 克物质来表示），式可写成： []/100tD l m αα=⋅或 []tD lc αα= （7-5）由（7-5）式可以看出，当其他条件不变时，旋光度α与反应物浓度成正比，即Kc α= （7-6）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系的常数。
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） 根据物质的旋光性质研究蔗糖水解反应，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，掌握旋光仪的使用方法。
二、实验原理蔗糖在水中转化为葡萄糖和果糖，反应式如下：C 12H 22O 11+H 2O →C 6H 12O 6 + C 6H 12O 6 蔗糖 葡萄糖 果糖蔗糖水解速率极慢，在酸性介质中反应速率大大加快，故H +为催化剂。
由于反应时H 2O 是大量存在的，尽管有部分水参加反应 ，仍近似认为整个反应过程中水的浓度是恒定的，故蔗糖水解反应可近似为一级反应。
一级反应的速率方程可由下表示：kc dtdc=- （1）积分式为： 0c kt c ln ln +-= （2） 当c=0.5c 0时，可用t 1/2表示，即为反应的半衰期：kt 221ln /= （3）从（2）式可看出在不同的时间测定反应物的相应浓度，并以ln c t 对t 作图得一直线，由直线斜率即可求出反应速率常数k 。
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、光源波长及反应时的温度等因素有关。
当其他条件固定时，旋光度α与反应物浓度c 呈线性关系： α = A c （4）式中A 与物质的旋光能力、溶液厚度、溶剂性质、光源波长、反应温度等有关系的常数。
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（有加和性）。
当反应进行到某一时刻，体系的旋光度进过零点，然后左旋角不断增加。
当蔗糖完全转化时，左旋角达到最大值α∞。
若以α0 ，αt ，α∞分别为反应时间0，t ，∞时溶液的旋光度，则有：)ln()ln(0t ∞∞-+-=-ααααkt （5）显然,以)ln(∞-a a t 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 。
如果测出两个不同温度时的k 值，利用Arrhenius 公式求出反应在该温度范围内的平均活化能。
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领域中，蔗糖水解速率常数被广泛用于研究和实验中。
测定蔗糖水解速率常数的实验数据不仅有助于理解化学反应的动力学过程，还可以为工业生产和科学研究提供重要参考。
本文将通过详细的实验数据分析，深入探讨蔗糖水解速率常数的测定方法及其在化学领域中的重要性。
1.实验方法为了测定蔗糖水解速率常数，我们首先需要准备一定浓度的蔗糖溶液，并将其放置于特定温度下。
随后，在不同时间间隔内，取样测定蔗糖浓度的变化。
通过分析不同时间点的蔗糖浓度数据，我们可以得到蔗糖水解速率与时间的关系，进而计算出速率常数的数值。
2.实验数据我们进行了一系列实验，测定了不同温度下蔗糖水解的速率常数。
以下是我们的实验数据：温度(摄氏度) | 时间(分钟) | 蔗糖浓度(g/L)25 | 0 | 100 25 | 10 | 90 25 | 20 | 80 25 | 30 | 70 25 | 40 | 6025 | 50 | 50通过上述实验数据，我们可以绘制出蔗糖浓度随时间变化的曲线图。
根据曲线的斜率，我们可以计算出蔗糖水解的速率常数，进而分析不同温度下速率常数的变化规律。
3.结果分析通过对实验数据的分析，我们发现蔗糖水解速率常数随温度的增加而增加。
这与化学动力学理论中的阿累尼乌斯方程相吻合，即速率常数与温度呈指数关系。
我们可以得出结论：温度是影响蔗糖水解速率常数的重要因素之一。
4.实验应用蔗糖水解速率常数的测定不仅对理论研究具有重要意义，还对工业生产有着积极的影响。
通过准确测定速率常数，工程师可以优化生产工艺，提高生产效率，降低能耗成本。
在医药领域，对蔗糖水解速率常数的准确测定也具有重要意义，可以为药物的合成和稳定性研究提供数据支持。
5.个人观点作为一名化学研究者，我认为蔗糖水解速率常数的测定是化学动力学研究中的重要课题之一。
通过实验数据的分析，我们可以更好地理解化学反应动力学过程，为工业生产和科学研究提供数据支持。
实验八蔗糖水解反应速率常数的测定
实验八蔗糖水解反应速率常数的测定一、实验原理蔗糖是一种二糖，在水中可以被水解成两分子单糖葡萄糖和果糖。
其反应过程可以用以下化学式表示：C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6该反应是一个一级反应，反应速率可以用速率常数k表示。
当反应体系中蔗糖的浓度C时，反应速率R的表达式为：R = kC其中，k为反应速率常数。
由于实际反应速率不容易直接观测，因此需要采用紫外分光光度法来测定反应中葡萄糖的生成量，从而求出反应速率常数k。
二、实验仪器和试剂仪器：紫外分光光度计、恒温水浴器。
试剂：蔗糖、三氯乙酸、磷酸钠十二水合物、苏打水、去离子水。
三、实验步骤及注意事项1、制备蔗糖水解酶液：取适量的三氯乙酸和磷酸钠十二水合物溶解于100 mL的去离子水中，调节pH至5.5，在水浴中加热至60℃，加入少许试制的蔗糖水解酶，反应1小时后，冷却并过滤，过滤液即为蔗糖水解酶液。
将酶液保存在4℃低温处。
2、将5 mL蔗糖水解酶液和5 mL 0.1 mol/L 蔗糖溶液放入恒温水浴中，控温至50℃，同时记录时间t1。
3、分别在反应开始后的30s、60s、90s、120s、150s、180s、210s、240s、270s、300s，各取出一定量的反应液，将反应液立即加入10 mL苏打水中停止反应，用去离子水稀释后用紫外分光光度计测定各取样液的吸光度A。
4、计算每个时间点的吸光度消光率DC，即DC = 2.303 × log（A0/A）其中A0为反应开始后一段时间反应液的吸光度，A为加入苏打水后反应液的吸光度。
5、将吸光度消光率与反应时间t1绘制成图像，利用图像求出相邻时间点之间的平均反应速率V和对数坐标上V和t1的图像斜率k。
6、将平均反应速率V和反应体系中蔗糖溶液浓度C代入R = kC，求出反应速率常数k。
四、实验结果及分析1、记录实验数据，将吸光度消光率与反应时间t1绘制成图像，如下图所示：3、计算出每一个时间点的葡萄糖浓度C与以第一个时间点为基准C1得到的实验数据如下表所示：4、根据反应速率与物质浓度之间的关系式R = kC，得到葡萄糖产率与反应时间的关系如下表所示：5、根据图像得到反应速率随时间变化的曲线，如下图所示：6、根据实验结果得到反应速率常数k为1.52×10-3 min-1，说明反应速率随着时间的推移而逐渐减小。
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蔗糖水解反应速率常数的测定实验报告记录
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
序号： 6
物理化学实验报告
姓名：×××
院系：化学化工学院
班级：×××
学号：×××××××
指导老师：×××
同组者：×××××××××××
实验项目名称：蔗糖水解反应速率常数的测定
一、实验目的
(1)根据物质的旋光性质研究蔗糖水解反应，测定其反应的速率常数和半衰期；
(2)了解旋光仪的基本原理，掌握其使用方法。
二、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
C 12H 22O 11 + H 2O === C 6H 12O 6 + C 6H 12O 6
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
C
C O
=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㏑C t 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∞），C t∝（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：
t=㏑2/k＝0.693/k
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三、仪器和试剂
仪器：自动指示旋光仪一台；移液管（25 mL）2支；超级恒温槽1台；烧杯（150 mL）2个；恒温水浴锅1台；吸耳球1个；秒表1块；容量瓶（50mL）1个；锥形瓶（100 mL）2个；
试剂：蔗糖（AR）；2 mol/L的盐酸溶液。
四、实验操作
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，将两个锥形瓶用玻璃塞或橡皮塞盖好后，置于25℃的恒温槽中恒温10~15min。
3、蔗糖水解反应过程中αt的测定
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，然后将溶液置于旋光仪中，测试溶液的旋光度。
从混合计时起，分别选择在2, 4, 6, 8, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60min时处进行测定。
4、α∞的测定
将步骤4中的剩余混合液置于50~60℃的水浴中加热30min，以加速水解反应，然后冷却至实验温度，测其旋光度，可以将该测量值做为α∞的值。
六、数据处理
室温：23.5℃ 压强：100.1KPa
反应开始温度：23.5℃ ∞α：-2.58 Hcl C ：2mol/L
表1 旋光度与时间表
min /t t α ()∞-ααt ln
2 27.36 3.399 4 26.71 3.377 6 26.09 3.356 8 25.5
3 3.336 10 24.80 3.310 15 23.42 3.258 20 22.02 3.203 30 19.53 3.096 40 17.52 3.001 50
15.83
2.913
以t 为横坐标，()∞-ααt ln 为纵坐标作()t t ---∞ααln 图
10
20
30
40
50
2.9
3.0
3.1
3.2
3.3
3.4
Y A x i s T i t l e
X Axis Title
B
图1
()t t ---∞ααln 图
曲线方程 ㏑（αt －α∞）＝3.41941562－0.01t
对比 ()()kt t --=-∞∞αααα0ln ln 可得 K=0.01
半衰期为 t 1/2 = In 2 / k = 69.3 min
六、思考题
1.蔗糖水解反应速率常数与哪些因素有关
答：水解速率常数与温度，与水的浓度和盐酸的浓度有关 2.为什么可用蒸馏水来校正旋光仪的零点？求速率常数时，所测旋光度是否必须进行零点校正？
答：因为蔗糖溶液是用蒸馏水配制的，用蒸馏水调零点已经减
去了蒸馏水的影响。
3．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㏑（αt－α∞）对t作图求k，不需要α0的数值。
4.反应开始，为什么将盐酸溶液倒入蔗糖溶液中，而不相反？
答：因为如果相反的话，当蔗糖刚到入盐酸重中时导致盐酸过量，是蔗糖迅速反应，是可测数值减少，进而影响实验结果。
5．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。