文档介绍：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
C12H22O11+H2O ===C6H12O6 +C6H12O6
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：
－=KC
积分后： ln=Kt 或 ㏑C=－kt+㏑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㏑Ct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∞），Ct∝（αt－α∞）
所以可以得出：
㏑（α0－α∞）/（αt－α∞）＝kt
即： ㏑（αt－α∞）＝－kt﹢㏑（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：
=㏑2/k＝
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（150mL）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：℃压强：
反应开始温度：℃：-：2mol/L
表1 旋光度与时间表