实验六 蔗糖的水解反应速率常数测定
一. 目的
1 测定反应速度常数。
2 了解旋光仪的基本原理。掌握使用方法。
二 基本原理
1蔗糖水解反应为一级反应：
C 12H 22O 11+H2O →C 6H 12O 6+C6H 12O 6
蔗糖 葡萄糖 果糖
其速率方程式为：-dc 2. 303c 0=kc 或:k=lg dt t c
ln
K=c 0(计算机) t
C 0 为蔗糖的起始浓度，C 为时间T 时的蔗糖浓度。
{1}一级反应的速率常数单位是S -1
速率方程总级数不同时k 的单位不同。不同级数的反应，不能比较K 的大小
（正像长度与体积不能比较一样）
（2）K 是单位浓度下的反应速率。
（3）K 与浓度无关，是温度的函数。
（4）相同级数的反应，K 越大，反应越快。
dc =kc dt
（6）一级反应的半衰期与起始浓度无关。t 1 （5）反应速率与反应物浓度成正比-
2
2蔗糖及其水解产物均为旋光性物质。
（1） 旋光度：当一束偏振面发生转移的现象称为旋光性。转移的角度称为旋光度。。。。。
（2） 蔗糖右旋（+），葡萄糖右旋（+），果糖左旋（—）
（3） 旋光度与溶液中所含旋光性物质的种类，浓度，浓层厚度，光源的波长以及反应时的温度有关。
（4） 比旋光度：[∂]t
D =∂ ∂=[∂]t
D LC lc [∂]t
D =100∂（注意lm
公式中的单位）L 为dm c 为g/100ml
（5） 比旋光度是一固定值，表示物质的旋光能力。与物质的种类，光源波长，反应时温度有关，与浓度，液层厚度无关
（6） 旋光度有加合性，溶液的旋光度为各组成的旋光度之和。蔗糖水解反应，随反应进行，右旋角减小，逐渐经过0，变成左旋。
∂=[∂]t
D LC 令[∂]t
D L=k ' 则∂=k ' c c=
令1∂ ' k 1=k 则 c=k∂反应时间为0,t, ∞时溶液旋光度为∂0∂t ∂∞ k '
ln
C 0=K(∂0-∂∞) C=K(∂t -∂∞) 则k=
lg(∂t -∂∞)=-k t+lg(∂0-∂∞) 2. 303∂0-∂∞∂t -∂∞∂-∂∞2. 303或 k=lg 0 t t ∂t -∂∞
3测定溶液的∂t ∂∞采用作图法求得∂∞截距，得以lg(∂t -∂∞) 对T 作图得一直线，由斜率可求得反应速率常数K 。
三 仪器和试剂
天平一台 旋光仪一套 恒温槽 停表 移液管25ml ⨯2 容量瓶500 ml 2M Hcl 溶液 锥形瓶100ml ⨯ 2 蔗糖（分析纯） 烧杯100 ml 500 ml 蒸馏水
四 操作要点：
1将恒温槽调到600C 旋光仪钠光灯开启。预热稳定光源，直流状
2旋光仪零点校正：
（1） 旋光管装液体后不能漏夜或有气泡。擦干旋光管两端玻片即可。
（2） 传统旋光仪的三分视野调定。暗视野下操作。
3蔗糖水解过程中∂t 的测定：
（1） 将Hcl 加入蔗糖溶液一半时，开动停秒，作为反应开始时间。
（2） 前5次测定不需要在校零。只有间隔20秒以上，需要关机冷却时，开机测定要校零。
（3） 反应进行30秒时，测定∂t 后，要关机。冷却钠光灯，10秒前开机。
（4） 传统旋光仪测定∂t 时，要先调三分视野，记下时间，在读∂t 值。 4．∂∞的测定
（1）将测定∂t 的混合液保留48小时后，恒温测∂值即为∂∞。
（2）将混合液放入步骤1的恒温水浴中30秒，然后冷却至实验温度。测定旋光度∂∞（测到50秒时）
五 数据处理
1数据记录
2以lg(∂t -∂∞) 对时间t 作图，由所得直线之斜率求K 值。
3由截距求得∂0求出不同时间t 的K 值，K 平均值。
4．t 1=
2ln 2求蔗糖水解反应的半衰期。 k
六 注意事项：
1反应速率方程中的T 是反应时间，比旋光度 ∂1[∂]t
D 中的t 是实验时的温
度。
2旋光仪零点校正要用无旋光性的物质，如蒸馏水等。
3旋光仪零点校正时，零点为右旋（+）时，待测液为右旋时，测得值减去零点读数；待测液为左旋时，测得值加上零点读数，即为待测液旋光度。零点读数为左旋（—）时，待测液为右旋（+）时，测得值加上零点读数；待测液为左旋时，测得值减去零点读数，即为待测液旋光度。
零点读数与待测液旋光度的关系
零点 待测液读数 待测液旋光度∂
+∂0 + ∂1 + (∂1-∂0)
+∂0 -∂1 - (∂1+∂0)
-∂0 +∂1 +(∂1+∂0)
-∂0 -∂1 - (∂1-∂0)
4每次测定时旋光管的方向，位置要一致。
5测定前10秒开启钠光灯，电流处于直流状态，使光源稳定。测定时，钠光灯连续亮30秒以上时要关闭电源片刻，使钠光灯冷却。
6本次实验测定旋光度时可以不校正零点，因为实验所用数值都是旋光度差值，零点对差值无影响。
7实验要求旋光管外套恒温套，我们没有恒温套，实验温度为室温。
七 思考与讨论
1旋光管中能否有气泡？为什么？
2若本实验不进行零点校正，对结果是否有影响？
3测定第一个旋光值后的5秒10秒15秒20秒30秒各测一次，需要每次都校零吗？