蔗糖水解反应速率常数测定的实验是大学物理化学实验中，必须掌握的一个典型的动力学实验[15]。耗用的时间较短，实验操作的过程既简单又便捷。通过实验过程，了解如何运用物理化学的原理及方法来解决化学的问题的途径，并通过实验过程，掌握实验操作的基本测试方法、先进的分析技术[16-18]、典型的仪器使用。本文采用酸催化水解法，通过改变盐酸的浓度，以及改变实验的反应温度，使用WXG-4圆盘旋光仪测定蔗糖水解反应的旋光度，通过Origin软件绘制图像，发现速率常数也在发生改变，并且在图中可以直观的看出，盐酸的浓度增大，反应的温度增高，速率常数也会随之增大。同时，也研究了把盐酸换成同浓度的硫酸对蔗糖进行催化水解，得到的速率常数与同浓度盐酸催化的速率常数进行比较，发现，酸的种类对蔗糖水解的反应同样具有影响[19]。根据Arrhenius经验公式，通过两个温度下的速率常数，可以求得活化能。

1实验原理

蔗糖在水中酸催化时转化为葡萄糖与果糖，其反应为:

C12H22O11(蔗糖)+ H2O C6H12O6( 葡萄糖)+C6H12O6(果糖)(1)

这个反应是在氢离子催化的条件下进行的。在此反应中水的量是过多的，尽管有少部分的水分子参与了反应，但仍然可以认为，在反应的过程中，水的浓度是固定不变的，该反应简化为一个二级反应。又因为氢离子起到了催化的作用，使得反应进行前后的浓度也将保持不变，因此蔗糖水解转化的反应，在一定的温度范围内可以看成是一个一级反应。蔗糖是右旋性物质，在酸催化的情况下水解，产物葡萄糖是右旋性物质，果糖是左旋性物质，而且果糖的左旋性程度大于葡萄糖右旋性程度，因此随着反应的不断进行，直到蔗糖反应完全，体系的左旋程度达到最大值。实验中通过WXG-4圆盘旋光仪观察旋光度来判断蔗糖水解的反应进行的程度。当旋光度为左旋时（即读数为负数）证明蔗糖水解反应进行完全。溶液中所含有旋光性的物质的旋光性能、溶剂性质以及光源所经过的溶液的厚度和温度等一些因素与溶液的旋光度大小有关系，当其他条件固定不变的情况下，被测溶液的浓度与旋光度呈线性关系：

由公式(2)、(3)、(4)得出：     (5)整理得：

以lg(at-a∞)为纵坐标，以时间t为横坐标通过Origin软件绘制图像，将得到一条直线，k=-斜率×2。303，从而由直线的斜率就可以求出速率常数k的值。

2实验仪器及药品

WXG-4圆盘旋光仪；HK-1D型恒温水槽及其附件一套；锥形瓶（100 mL）；胖肚移液管（25 mL）。

20 %蔗糖水溶液（分析纯）；1。8 mol/L盐酸溶液(分析纯)；0。9 mol/L盐酸溶液（分析纯）；0。6 mol/L盐酸溶液（分析纯）；1。8 mol/L硫酸溶液（分析纯）。

3实验方法与步骤

3。1 WXG-4圆盘旋光仪零点的校准

蒸馏水旋光度的测定：蒸馏水本来并没有旋光性，但是当水中混杂着具有旋光性的物质的情况下，就会给测定的实验结果带来正偏差或者负偏差。假如测定的蒸馏水的旋光度大于0，那么就应该用被测溶液的旋光度减去水这个的正值，假如水的旋光度小于0的话，就用被测溶液的旋光度加上水的这个负值。用蒸馏水润洗旋光管3次后，注满旋光管，把旋光管外壁水珠擦干净，把气泡赶到气泡室中后，放入到旋光仪中，转动手轮，如果没有发现三分视野，证明蒸馏水没有旋光性。来;自]优Y尔E论L文W网www.youerw.com +QQ752018766-

3。2 a0的测定

用20 %蔗糖溶液润洗旋光管三次，注满旋光管，擦干旋光管外壁的溶液，把气泡赶到气泡室后放到旋光仪中，转动手轮，测其a0=26 °。