一、實驗目的
(1) 了解該反應的反應物濃度與旋光度之間的關係。
(2) 學習旋光儀的使用方法。
(3) 測定蔗糖在酸催化條件下的水解反應速率常數和半衰期。
二、實驗原理
蔗糖水解反應為：
C12H22O11(蔗糖)+H2OH3O+C6H12O6（果糖）+C6H12O6（葡萄糖）總旋光度
t=0c000α0
t=tc0-xxxα
t=∞0c0c0α∞
但在稀溶液中，即使蔗糖全部水解了，所消耗的水量也是十分有限的，因而H2O的濃度均近似為常數，H+作為催化劑，濃度不變，故上述反應變為準一級反應。
一級反應的速率方程可由下式表示：
-dcdt=kc（1）
式中：c為時間t時的反應物濃度；k為反應速率常數。積分可得：
lnc0c=kt（2）
式中：c0為反應開始時反應物濃度。
一級反應的半衰期為：t1/2=ln2k=0.693k（3）
在不同時間測定反應物的濃度，可以求出反應速率常數k。設α0、αt和α∞分別表示反應在起始時刻、t時刻和無限長時體係的旋光度。體係的旋光度與溶液中具有旋光性的物質的濃度成正比。所以有：
α0=K反c0（t=0，蔗糖尚未水解）（4）
α∞=K生c0（t=∞，蔗糖已完全水解）（5）
αt=K反c+K生(c0－c)(6）
式中，Ｋ反、Ｋ生分別為反應物和產物的旋光度與濃度的線性係數。聯立（4）、（5）、(6)式可得：
c0=α0-α∞K反-K生=K′（α0－α∞）(7)
c=αt-α∞K反-K生=K′（αt－α∞）(8)
將（7）、（8）兩式代入速率方程即得：
ln(αt－α∞)=－kt+ln（α0－α∞）（9）
由此可見，實驗中隻要測出α∞、αt，以ln(αt－α∞)對t作圖可得一直線，從直線的斜率可求得反應速率常數k，進一步也可求算出反應的半衰期t1/2。
三、儀器與試劑
1． 儀器
旋光儀及附件1套，25mL移液管2支，恒溫水槽1套，反應試管2支，秒表1支，台秤1台，濾紙，擦鏡紙。