实验室
学习
要求 ● 学会圆盘旋光仪的使用方法
● 掌握旋光法测定化学反应速度常数的实验
原理
主讲 艾华林
旋光法测定蔗糖水解反应
速度常数
● 在指定 温度 下，用旋光法测定蔗糖在
酸 性环境下水解反应的速度常数
一、圆盘旋光仪的构造和使用
会使用仪
器么？
Why?
WZZ-2B 自动旋光仪
WXG-4 圆盘旋光仪
WZZ-T1 投影式自动旋光仪
圆盘旋
光仪
● 圆盘旋光仪的构造
旋光仪主要由起偏振
器和检偏振器两部分
组成。
● 起偏振器
起偏振器是由尼科尔棱镜 (Nicol-prism)
构成，使各向振动的可见光起偏振。
平面偏振光钠黄光
起偏
振器
光源
● 检偏振器
检偏振器是用来测定光的偏振面的转动
角度。是由人造偏振片粘在两片防护玻
璃间，并随刻度盘转动。
检偏
振器
● 圆盘旋光仪的使用
● 安装检查仪器
WXG-4 圆盘旋光仪
接通电源，开启电源开关（使钠光
灯预热 5分钟）。 电源
开关● 校正仪器
选取适当的样品管（旋光管），将其装
满蒸馏水，在恒温条件下读取读数，此
读数值应为,零” （在实际测量中可能
为某一数值 ——“初读数”） 。
● 样品测量
选取适当的样品管（旋光管），将其装满待测样品，在恒温条件下读取读
数，用此读数减（或加）校正的“初读数”，即为,测量值,。
● 圆盘旋光仪的读数
零视场 左读数
α=8.84
15
10
20
0
10
20
30
40
50
平均值 α=8.83
0
50
40
30
20
10
20
15
10
右读数
α=8.82
160
165
170
0
10
20
30
40
50
左读数
α=-21.12
平均值 α=-21.10
50
40
30
20
10
0
170
165
160
右读数
α=-21.08
二、蔗糖水解反应速率常数的测定
测定依据
和测定方
法？
实验原理
● 蔗糖水解反应
C12H22O11+ H2O C6H12O6+C6H12O6H+
蔗糖 葡萄糖 果糖
在蔗糖水解反应中，水是大量的。当反应达到终点时，虽然有部分水分
子参加反应，但其与溶质浓度相比，可近似看作其浓度没有改变。故此反
应可视为一级反应，其动力学方程式为：
dC
蔗 dt- =kC
蔗
lnC = -k?t + lnC0积分
● 测量方法与原理
蔗糖及其水解产物都含有不对称碳原子，都具有旋光性；并且它们
的旋光能力不同，故可利用体系在反应进程中旋光度的变化来测量反
应的进程。 蔗糖 〔 α〕 D＝＋ 66.6°
葡萄糖 〔 α〕 D＝＋ 52.5°
果糖 〔 α〕 D＝－ 91.9°
20
20
20
复旦大学等,物理化学实验 (上册 ).北
京：人民教育出版社,1979
∞假设,体系在反应时间分别为 0,t,∞ 时，溶液的旋光度分别为 α0,αt,α
Ct ＝ k（ α t－ α ）
（ t=0，蔗糖尚未转化 ;t=∞,蔗糖已完全转化）
∞
∞C0 ＝ k（ α 0－ α ）则：
以 ln（ α t－ α ）对 t作图可得一直线，其斜率为反应速度常数 k。
lnC = -k?t + lnC0 ln（ αt－ α ） =-k?t+ln（ α0－ α ）∞ ∞
∞
原理
方法 恒温、定时用旋光法测量体系的旋光度。
实验内容
实验
目的
● 测量 25℃ 时，蔗糖在酸性环境中
的水解反应速度常数。
实验
步骤
● 旋光仪零点校正
● 测量 αt
● 测量 α∞ （将体系放置在 60℃ 的水浴反应 30分钟后测量）
（每 5分钟测定一次）
数据
记录
时间 /min αt /° α t－ α /° ln（ α t－
α ） ∞ ∞
仪器名称 编号 α较 ＝
0
5
……
∞
实验
结果
● 以 ln（ α t－ α ）对 t作图∞
● 求 水解反应速度常数 k25
学习
要求 ● 学会圆盘旋光仪的使用方法
● 掌握旋光法测定化学反应速度常数的实验
原理
主讲 艾华林
旋光法测定蔗糖水解反应
速度常数
● 在指定 温度 下，用旋光法测定蔗糖在
酸 性环境下水解反应的速度常数
一、圆盘旋光仪的构造和使用
会使用仪
器么？
Why?
WZZ-2B 自动旋光仪
WXG-4 圆盘旋光仪
WZZ-T1 投影式自动旋光仪
圆盘旋
光仪
● 圆盘旋光仪的构造
旋光仪主要由起偏振
器和检偏振器两部分
组成。
● 起偏振器
起偏振器是由尼科尔棱镜 (Nicol-prism)
构成，使各向振动的可见光起偏振。
平面偏振光钠黄光
起偏
振器
光源
● 检偏振器
检偏振器是用来测定光的偏振面的转动
角度。是由人造偏振片粘在两片防护玻
璃间，并随刻度盘转动。
检偏
振器
● 圆盘旋光仪的使用
● 安装检查仪器
WXG-4 圆盘旋光仪
接通电源，开启电源开关（使钠光
灯预热 5分钟）。 电源
开关● 校正仪器
选取适当的样品管（旋光管），将其装
满蒸馏水，在恒温条件下读取读数，此
读数值应为,零” （在实际测量中可能
为某一数值 ——“初读数”） 。
● 样品测量
选取适当的样品管（旋光管），将其装满待测样品，在恒温条件下读取读
数，用此读数减（或加）校正的“初读数”，即为,测量值,。
● 圆盘旋光仪的读数
零视场 左读数
α=8.84
15
10
20
0
10
20
30
40
50
平均值 α=8.83
0
50
40
30
20
10
20
15
10
右读数
α=8.82
160
165
170
0
10
20
30
40
50
左读数
α=-21.12
平均值 α=-21.10
50
40
30
20
10
0
170
165
160
右读数
α=-21.08
二、蔗糖水解反应速率常数的测定
测定依据
和测定方
法？
实验原理
● 蔗糖水解反应
C12H22O11+ H2O C6H12O6+C6H12O6H+
蔗糖 葡萄糖 果糖
在蔗糖水解反应中，水是大量的。当反应达到终点时，虽然有部分水分
子参加反应，但其与溶质浓度相比，可近似看作其浓度没有改变。故此反
应可视为一级反应，其动力学方程式为：
dC
蔗 dt- =kC
蔗
lnC = -k?t + lnC0积分
● 测量方法与原理
蔗糖及其水解产物都含有不对称碳原子，都具有旋光性；并且它们
的旋光能力不同，故可利用体系在反应进程中旋光度的变化来测量反
应的进程。 蔗糖 〔 α〕 D＝＋ 66.6°
葡萄糖 〔 α〕 D＝＋ 52.5°
果糖 〔 α〕 D＝－ 91.9°
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复旦大学等,物理化学实验 (上册 ).北
京：人民教育出版社,1979
∞假设,体系在反应时间分别为 0,t,∞ 时，溶液的旋光度分别为 α0,αt,α
Ct ＝ k（ α t－ α ）
（ t=0，蔗糖尚未转化 ;t=∞,蔗糖已完全转化）
∞
∞C0 ＝ k（ α 0－ α ）则：
以 ln（ α t－ α ）对 t作图可得一直线，其斜率为反应速度常数 k。
lnC = -k?t + lnC0 ln（ αt－ α ） =-k?t+ln（ α0－ α ）∞ ∞
∞
原理
方法 恒温、定时用旋光法测量体系的旋光度。
实验内容
实验
目的
● 测量 25℃ 时，蔗糖在酸性环境中
的水解反应速度常数。
实验
步骤
● 旋光仪零点校正
● 测量 αt
● 测量 α∞ （将体系放置在 60℃ 的水浴反应 30分钟后测量）
（每 5分钟测定一次）
数据
记录
时间 /min αt /° α t－ α /° ln（ α t－
α ） ∞ ∞
仪器名称 编号 α较 ＝
0
5
……
∞
实验
结果
● 以 ln（ α t－ α ）对 t作图∞
● 求 水解反应速度常数 k25
