科学实验

下面是一篇物化的实验报告，不知道这个行不行～

蔗糖水解速率常数测定——旋光法

一、试验目的

1、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，掌握旋光仪的正确使用方法。

技能要求：掌握旋光法仪的使用和校正方法，实验数据的作图处理方

法。

二、试验原理

蔗糖在水中水解成葡萄糖的反应为：

C12H22O11+H20→ C6H12O6+C6H12O6

为使水解反应加速，反应常数以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

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，而与起始无

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，当

反应进行时，如测定体系的旋光度的改变就可以量度反应的进程。而

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

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-1），

当其他条件不变时，即：

A=K’C

K’在一定条件下是一常数。

且当温度及测定条件一定时，其旋光度与反应物浓度有下列关系：

反应时间为0时: α0=β反C0 (1)

反应时间为t时: αt=β反C+β生（C0-C） (2)

反应时间为 ∞ 时: α∞=β生C0 (3)

联立以上三式： [（1）-（3）]/[（2）-（3）] 代入式（4）中，

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 ，由截距可得到α0值。

三、试验仪器与试剂

旋光仪1台;恒温旋光管1只;恒温槽1套;台称1台;停表1块;

烧杯(100mL)1个;移液管(30mL)2只;带塞三角瓶(100mL)2只。

HCl溶液(4mol·dm-3);蔗糖(分析纯)。

四、实验步骤

1、用台秤粗称蔗糖5g，放入锥形瓶中，准确移入50ml蒸馏水，

搅拌将蔗糖溶解，并量取水溶液的温度（18.8℃），备用。

2．旋光仪零点调节：在旋光管中注入纯水，放入旋光仪暗箱中，

开启旋光仪电源预热15分钟，再开启直流电源开关，待钠光灯稳定后，

开启测量开关，光屏应显示值为00.000，若示值不为00.000，可按清

零键使其归零。

3、αt的测量：

在上述配置的糖水中准确加入50mL 3MHCl溶液，迅速混匀并注入

旋光管中，在旋光仪中测量αt值，测量中每3分钟读取一次值αt，并

记录。（共读12次）

4、α∞的测定：

将步骤3中所余的反应液在50℃下水浴中恒温加热30min之后降

至室温，测其旋光度即为α∞。连续测定三次

五、实验记录

六、数据处理与结果分析

由直线斜率即可求得反应速度常数

k=0.012 ，

由截距可得到

α0=2.7702。

所以可得 t1/2 =（ln2）/k=57.76 min

七、注意事项：

⑴ 装样品时，旋光管管盖旋至不漏液体即可，不要用力过猛，以免压碎玻璃片。

⑵ 在测定α∞时，通过加热使反应速度加快转化完全。但加热温度不要超过60℃。

⑶ 由于酸对仪器有腐蚀，操作时应特别注意，避免酸液滴漏到仪器上。实验结束后必须将旋光管洗净。

⑷ 旋光仪中的钠光灯不宜长时间开启，测量间隔较长时应熄灭，以免损坏。

（八）问题分析

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：蔗糖溶液以蒸馏水作溶剂，故用纯蒸馏水作零点校正。蔗糖

转化反应过程中，无须再作零点校正，因都以蒸馏水作校正，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：有，当HCl溶液浓度过大时，蔗糖水解速率测量结果会偏大。

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：如将蔗糖溶液加到HCl溶液中，由于，HCl溶液浓度过大，

会加快蔗糖水解，影响测量结果。

5、本实验要想减少误差，应注意什么?

答：（1）正确操作仪器。（2）准确配制HCl溶液浓度。