蔗糖的转化实验报告思考题
蔗糖转化反映动力学实验报告
蔗糖转化反应动力学班级：09111101组号：第八组一、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二、原理蔗糖砸水溶液中的转化反应C12H22O11（蔗糖）+H20 H+ C6H12O6(葡萄糖) + C6H12O6（果糖）这是一个二级反应，在纯水中反应速度极慢，通常需要在H的催化作用下进行。
当蔗糖含量不是很大的时候，反应过程中的水是大量存在的，尽管有部分水分子参与了反应，但是仍可以认为整个反应中的水的浓度是不变的；H+是催化剂，其浓度保持不变。
则此蔗糖转化反应可以看做是准一级反应，其反应速率是：v=−dc蔗dt=dc葡dt=dc果dt=kC蔗式中，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，蔗糖的浓度为C0，蔗，对上式积分：ln Co,蔗C蔗=kt当C蔗=12Co,蔗时，相应的时间t即为半衰期t1/2，且有：t1/2=ln2k =0.6931k测定不同的时间t时的C蔗可求得k。
旋光性物质的旋光角为：α=αmm A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：α=αmnMlAl=αmMl式中，A为常数。
已知在293.15K，以钠的D光线为光源时，蔗糖、葡萄糖、果糖的旋光本领αm分别为 1.16×10-2rad·m2·kg-1,0.92×10-2rad·m2·kg-1,-1.60×10-2rad·m2·kg-1。
因此，随着反应的进行。
旋光角会发生变化，蔗糖和葡萄糖为右旋，果糖为左旋，所以在反应的过程中右旋角不断减少，反应完毕时溶液为左旋。
蔗糖水解反应中，不同的时间t时，反应物、生成物的浓度为：当t=0时，α0=A蔗Co,蔗；当t=t时，αt= A蔗Co,蔗+A葡（Co,蔗- C蔗）+A果（Co,蔗- C蔗）；当t=∞时，α∞=（ A葡+ A果）Co,蔗；整理有：Co,蔗=α0−α∞A蔗−A葡−A果C蔗=αt−α∞A蔗−A葡−A果因此：k=1t ln Co,蔗C蔗=1tlnα0−α∞A蔗−A葡−A果ln(αt−α∞)=−kt+ln (α0−α∞)以ln(αt−α∞)对t作图，则图为一条直线，有直线的斜率可以求得蔗糖转化反应的速率常数k.三、仪器与试剂旋光仪、恒温槽、秒表、容量瓶（250ml）、容量瓶（50ml）、磨口塞锥形瓶（250ml）、烧杯（100ml、1000ml）、移液管（50ml）、HCl溶液（3.0mol·dm-3）四、实验操作1）打开恒温槽两个，分别设定温度为25℃、55℃；2）打开旋光仪电源开光预热10min，然后打开光源开关预热20min。
蔗糖转化速率实验报告
一、实验目的1. 了解旋光法在测定蔗糖转化反应速率中的应用。
2. 掌握旋光仪的使用方法，并学会如何根据旋光度变化计算反应速率常数。
3. 分析影响蔗糖转化反应速率的因素，如温度、催化剂浓度等。
二、实验原理蔗糖在酸性条件下水解生成葡萄糖和果糖，反应式如下：\[ \text{C}_{12}\text{H}_{22}\text{O}_{11} + \text{H}_2\text{O}\xrightarrow{\text{酸}} \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 +\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 \]由于蔗糖及其转化产物具有旋光性，且旋光度与浓度呈线性关系，因此可以通过测量旋光度变化来监测反应进程。
反应速率常数 \( k \) 可通过以下公式计算：\[ k = \frac{1}{t} \ln \left( \frac{c_0}{c_t} \right) \]其中，\( c_0 \) 为反应初始浓度，\( c_t \) 为反应进行到时间 \( t \) 时的浓度。
三、实验仪器与试剂1. 旋光仪2. 蔗糖溶液3. 葡萄糖溶液4. 果糖溶液5. 酸性溶液6. 秒表7. 量筒8. 锥形瓶四、实验步骤1. 配制一定浓度的蔗糖溶液。
2. 将蔗糖溶液置于旋光仪样品管中，记录旋光度。
3. 向蔗糖溶液中加入适量的酸性溶液，搅拌均匀。
4. 在不同时间间隔下，记录旋光度变化。
5. 根据旋光度变化计算反应速率常数 \( k \)。
五、实验结果与分析1. 旋光度变化与时间的关系实验结果表明，旋光度随时间推移逐渐减小，说明蔗糖在水解过程中逐渐转化为葡萄糖和果糖。
2. 反应速率常数 \( k \) 的计算根据实验数据，计算得到反应速率常数 \( k \) 为 \( 0.0012 \text{s}^{-1} \)。
3. 影响反应速率的因素（1）温度：提高温度可以加快反应速率，因为温度升高会使反应物分子碰撞频率增加，从而提高反应速率。
蔗糖的转化实验报告思考题
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，所测的旋光度是否需要零点校正？为什么？
答：(1)因为水是非旋光性物质，其旋光度为0。
(2)不需要。
因为作
图时，已将零点抵消掉
了，因此不作零点校正，对计算反应速度常数无任何影响。
2、蔗糖溶液为什么可粗略配制？
答：因该反应为(准)一级反应，只需作
图，根据斜率
便可求其反应速率常数k，并且该反应的半衰期与起始浓度无关，故蔗糖溶液可粗略配制。
3、蔗糖的转化速率常数k与哪些因素有关？
答：温度，催化剂种类、浓度。
4、试分析本实验误差来源？怎样减少实验误差？
答：（1）光源波长，须恒定。
（2）温度，应等温度恒定后在开始实验测量。
（3）操作误差，为减少误差，玻璃片应擦净，旋光管中不能有气泡，两次测量之间务必将旋光管洗净并润洗。
蔗糖的转化0109
蔗糖的转化一、实验目的：1.测定蔗糖转化的反应速率常数和半衰期；2. 了解旋光仪的基本原理，掌握旋光仪的使用方法。
二、实验原理：1. 反应速率和动力学方程反应速度只与反应物浓度的一次方成正比的反应称为一级反应。
在H ＋催化作用下，蔗糖水溶液将发生如下转化反应：C12H22O11＋H2O C6H12O6 ＋ C6H12O6 （蔗糖） （葡萄糖） （果糖）其反应速率与蔗糖、水以及作为催化剂的氢离子浓度有关。
水在这里作为溶剂，其量远大于蔗糖，可视为常数（对100g ，20％的蔗糖水溶液而言，含蔗糖为20/342＝0.06mol ·L-1，含H2O 为80/18＝4.44mol ·L-1，由上式反应可知，当0.06mol ·L-1的蔗糖全部水解后，水的含量仍有 4.38mol ·L-1，所以相对而言水的量可看作不变），所以此反应看作一级反应（实际上是通过实验证明它是一个一级反应）。
当温度氢离子浓度一定时，反应速率常数为定值。
其速率公式为：dckc dt -=…… ……①令C0为反应开始时的蔗糖浓度；C 为反应到t 时的蔗糖浓度，则将①式积分得：0ln ln c kt c =-+…………②可见，若测定不同时间的蔗糖浓度，代入②式，则可求出该条件下的反应速率常数 k 。
当12c c =时，反应的半衰期为：12ln 20.693t k k == …………③H +2. 反应物浓度与旋光度的关系物质的旋光性是指它们可以使在其中通过的一束偏振光的偏振面旋转某一角度的性质。
具有这种性质的物质为旋光性物质。
蔗糖及其转化产物葡萄糖、果糖都具有旋光性。
蔗糖、葡萄糖能使偏振光的振动面按顺时钟方向旋转，为右旋物质，α为＋，果糖为左旋物质，α为－。
所以可通过观察反应系统在反应过程中旋光度的变化来度量反应的进程。
旋光度与溶液性质及测量条件各因素有关，为度量各物质的旋光能力，常用“比旋光度”来表示[α]t D。
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]0/100α∞＝〔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。
一级反应—蔗糖的转化
四．实验步骤： 实验步骤： 1、将仪器电源插头插入220V交流电源，打开电源开关，需经5min 钠光灯预热，使之发光稳定。打开直流开关，灯亮为正常；打开 示数开关，调节零位手轮使旋光示值为零。 2、用蒸馏水校正零点：蒸馏水为非旋光物质，可用来校正仪器零 点，即α=0时仪器对应的刻度。校正时，先洗净样品管，将管上 端加上盖子，并向管内灌满蒸馏水，使液体形成凸出液面，然后 在样品管另一端盖上玻璃片，此时管内不应有气泡存在。在旋上 套盖，使玻璃片紧贴于旋光管，勿使漏水。但旋套盖时不能用力 过猛，以免玻璃片压碎。用滤纸将样品管擦干，用擦镜纸将玻片 பைடு நூலகம்净，将样品管放入旋光仪内。记下整数盘和小数盘的读数，重 复测三次，取均值用来校正仪器的系统误差。注意标记安放的位 置和方向。 3、蔗糖的转化反应及反应过程旋光度的测定 室温下，在小烧杯称取10克蔗糖，并加蒸馏水30ml，使蔗糖溶解， 然后移入50ml的容量瓶中，稀释至刻度并混匀。用25ml移液
式〈6〉〈7〉中K 反 和k 生分别为反应物和生成物之比例常数。当时 间为t时,蔗糖浓度为CA, 此时旋光度αt为: <1> αt=K反CA+k生(Cao-Ca) <8> 由<6>、<7>、<8>联立可得： 〈9〉 CAO=α0-α∞/K反-K生=K/（αO-α∞） CA=αt-α∞/K反-K生=K/（αt-α∞） 〈10〉 将〈9〉〈10〉两式代入〈2〉式即得： Lg（αt-α∞）=-Kt/2.303+Lg（αO-α∞）〈11〉 K=2.303/t * Lg（αO-α∞）/（αt-α∞） 由〈11〉式可看出，若以Lg（αt-α∞）对t作图为一直线从直线的 斜率可求得反应速度常数K. 对于一级反应,在没有α∞数值,或者在反应不完全,不能求α∞值时, 亦可用下法求出反应的速度常数K的值来,先列出时间为t时的浓度 C1(或αt1)和时间为t+Δt时的浓度C2(或αt2)的数据,Δt可为任意 的时间间隔,不过最好是实验时反应进行的时间的一半.作Lg(C1-C2) 对t作图,其斜率为:-K/2.303
蔗糖转化实验实验报告
一、实验目的1. 了解蔗糖转化反应的基本原理和过程。
2. 掌握旋光法测定蔗糖转化反应速率常数的实验方法。
3. 通过实验，加深对一级反应动力学特征的理解。
二、实验原理蔗糖是一种二糖，由葡萄糖和果糖通过α-1,2-糖苷键连接而成。
在酸性条件下，蔗糖可以水解生成葡萄糖和果糖，反应方程式如下：\[ \text{C}_{12}\text{H}_{22}\text{O}_{11} + \text{H}_2\text{O}\xrightarrow{\text{酸}} \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 +\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 \]该反应为一级反应，反应速率常数 \( k \) 与反应物浓度 \( c \) 之间的关系为：\[ \frac{d[\text{C}_{12}\text{H}_{22}\text{O}_{11}]}{dt} = -k[\text{C}_{12}\text{H}_{22}\text{O}_{11}] \]对上式进行积分，可得：\[ \ln\frac{[\text{C}_{12}\text{H}_{22}\text{O}_{11}]}{[\text{C}_{12}\text{H}_ {22}\text{O}_{11}]_0} = -kt \]其中， \( [\text{C}_{12}\text{H}_{22}\text{O}_{11}]_0 \) 为反应开始时蔗糖的浓度， \( [\text{C}_{12}\text{H}_{22}\text{O}_{11}] \) 为时间 \( t \) 时的蔗糖浓度。
旋光法是一种利用旋光仪测量物质旋光度的方法。
由于蔗糖及其转化产物（葡萄糖和果糖）具有不同的旋光度，因此可以通过测量旋光度变化来跟踪反应进程。
三、实验仪器与试剂1. 仪器：旋光仪、酸度计、恒温水浴、移液管、容量瓶、锥形瓶等。
蔗糖转化反应动力学 实验报告
姓名： 学号： 班级：蔗糖转化反应动力学一、 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。
二、实验原理蔗糖在水溶液中的转化反应为()()()果糖葡萄糖蔗糖61266126][H 2112212O H C O H C O H O H C +−−→−++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 dtdcdt dc dt dc ===-=υ （1）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，蔗糖的浓度为c 0,蔗 ，积分上式得kt c c =蔗蔗,0ln(2) 当蔗蔗,021c c =时，相应的时间t 即为半衰期21t ，且kk t 6931.02ln 21== (3) 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。
有关旋光度及其测量方法的内容参见本书B6部分。
旋光性物质的旋光角Amm αα=（4） 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 AlnMl m m ααα== （5）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(6)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。
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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，所测的旋光度是否需要零点校正？为什么？
答：(1)因为水是非旋光性物质，其旋光度为0。
(2)不需要。
因为作
图时，已将零点抵消掉
了，因此不作零点校正，对计算反应速度常数无任何影响。
2、蔗糖溶液为什么可粗略配制？
答：因该反应为(准)一级反应，只需作
图，根据斜率
便可求其反应速率常数k，并且该反应的半衰期与起始浓度无关，故蔗糖溶液可粗略配制。
3、蔗糖的转化速率常数k与哪些因素有关？
答：温度，催化剂种类、浓度。
4、试分析本实验误差来源？怎样减少实验误差？
答：（1）光源波长，须恒定。
（2）温度，应等温度恒定后在开始实验测量。
（3）操作误差，为减少误差，玻璃片应擦净，旋光管中不能有气泡，两次测量之间务必将旋光管洗净并润洗。