浙江工業大學化學工程學院麥芽糖水解速率常數的測定結題報告小組成員：王海瀟劉建指導老師：唐浩東浙江省

浙江省杭州市下城區背景方案陳述可行性分析123實驗背景1背景麥芽糖是碳水化合物的一種，它可用于生物培養基、多硫化穩定劑、分析化學比色測定褐色標準。作用1.測定麥芽糖的水解反應速率2.化學反應動力學的研究3.根據Arrhenius公式求出該反應溫度范圍的平均活化能方案陳述2.方案選擇

方案一：利用具有高分辯率和高靈敏度的毛細管電泳一電化學檢測方法測定麥芽糖及其水解產物的濃度隨反應時間變化的規律。在H2SO4催化下對不同溫度時麥芽糖水解反應速率進行測定。該法能同時監測乳糖、D一半乳糖和葡萄糖或麥芽糖、葡萄糖的峰高隨水解反應的進程而發生的變化，方法直觀可靠，結果令人滿意。此法不僅拓寬了毛細管電泳法測定水解反應速率常數的應用范圍，也豐富了糖類物質水解反應的有關物理常數。

參考文獻：1)根據華東師范大學的張欣，丁祥歡，朱雪焱，葉建農老師在《乳糖和麥芽糖水解反應速率常數的毛細管電泳測定方法》一文中，利用具有高分辯率和高靈敏度的毛細管電泳——電化學檢測方法測定麥芽糖及其水解產物的濃度隨反應時間變化的規律。已有資料說明，乳糖和麥芽糖在酸性條件下的水解反應皆為一級反應。，本文在此基礎上，利用它們水解和檢測的可行性，用毛細管電泳對乳糖和麥芽糖的水解常數進行測定，直觀地體現了溫度、時間、濃度三者之間的關系。2.方案選擇方案二：利用旋光儀對麥芽糖水解速率常數測定，并且可以了解反應物濃度與旋光度之間的關系。用旋光度測定法測定麥芽糖，簡便、快速，準確，重復性好，麥芽糖濃度與旋光度成正比用該方法制備標準曲線具有很好的相關性。由于麥芽糖的水解反應可看作偽一級水解反應，當溫度及氫離子濃度為定值時，反應熟慮常數為定值，所以對數據的處理提供了較大的方便。參考文獻：1)靳永勝、張文戈在《測定蔗糖水解速率常數的實驗改進》本文的目的是把蔗糖水解速率常數測定中用到的無限長時間后的旋光度“ɑ∞”合并入常數項中,使它對速率常數的測定不產生影響,從而在實驗中取消“ɑ∞”的測定。通過對方案一和方案二的詳細了解，發現方案二所需要的高分辯率和高靈敏度的毛細管電泳在常規實驗中部常用，且數據較難讀取，實驗對于我們具有一定的不可抗拒的難度。實驗一，不僅數據便于讀取和處理，所擁有的旋光儀也是常規實驗室所具備的，具有普遍性，利于我們的實驗的進行。且根據實驗旋光度的確定，不僅能測定麥芽糖的水解反應速率和化學反應動力學的研究，還可根據Arrhenius公式求出該反應溫度范圍的平均活化能。所以選擇方案一進行實驗。2.方案比較2.方案陳述利用旋光儀可以對麥芽糖水解速率常數測定，并且可以了解反應物濃度與旋光度之間的關系。用旋光度測定法測定麥芽糖的旋光度，簡便、快速，準確，重復性好。

麥芽糖濃度與旋光度成正比用該方法制備標準曲線具有很好的相關性。由于麥芽糖的水解反應可看作偽一級水解反應，當溫度及氫離子濃度為定值時，反應速率常數為定值，所以對數據的處理提供了較大的方便。可行性分析3.可行性分析實驗儀器和設備：1、旋光儀

2、恒溫水浴鍋

3、燒杯，容量瓶，錐形瓶、溫度計等麥芽糖在水中轉化成兩分子葡萄糖，其反應為：

C12H22O11(麥芽糖)＋H2O→2C6H12O6（葡萄糖）它是一個一級反應，在純水中此反應的速率極慢，通常需要在H+離子催化作用下進行。（由于反應時水是大量存在的，盡管有部分水分子參加了反應，仍可近似地認為整個反應過程中水的濃度是恒定的；而且H+是催化劑，其濃度也保持不變。）原理可行性：一級反應的速率方程可由下式表示：

-dc/dt=kc

(1)（c為時間t時的反應物濃度，k為反應速率常數）上式積分可得：

lnc0-lnc=kt

(2)（c0為反應開始時反應物濃度）從（2）式可看出，在不同時間測定反應物的相應濃度，并以lnc對t作圖，可得一直線，由直線斜率即可求得反映速率常數k。表1已知的物質性質表2相關公式由式（3）、（4）和（5）聯立可解得：

c0＝（α0－α∞）/（β反－β生）

(6)

c=(αt-α∞)/(β反－β生)

(7)將式（6）和（7）帶入（2）式即得：

ln（α0－α∞）-ln(αt-α∞)=kt

(8)顯然，如以ln(αt-α∞)對t作圖可得一直線，從直線斜率即可求得反應速率常數k。③④實驗步驟1.旋光儀的零點校正2.反應過程的旋光度測定：20mL麥芽糖溶液→錐形瓶→20mL驗算→混合均勻→潤洗旋光管2次→注滿旋光管（剩余溶液置于低于60度的水浴）→擦干→趕氣泡→測量旋光度并記下時間（α1和t1）→每間隔約5分鐘測量一次，共測量7組數據。3.α∞的測量：上述7組數據測量完成后，倒掉旋光管中未完全水解的溶液，取出置于低于60度水浴的反應溶液，冷卻至室溫，用該溶液潤洗2次旋光管，測量α∞1，將旋光管再置于低于60度水浴加熱5分鐘，取出并冷卻后再次測量旋光度α∞2，直至兩次測量的旋光度相等。o研究總結1、此實驗方案原理清晰簡單2、步驟并不復雜繁瑣，操作相對簡單3、數據便于讀取和處理，所擁有的旋光儀也是常規實驗室所具備的，具有普遍性，利于我們的實驗的進行。4、根據實驗旋光度的確定，不僅能測定麥芽糖的水解反應速率和化學反應動力學的研究，還可根據Arrhenius公式求出該反應溫度范圍的平均活化能。T

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SSWOT分析S研究總結1、此實驗基本沒有現成可參考的實驗文獻，只能找到別人做過類似的實驗2、由于此實驗基本沒有人做過，所以很難有做到對實驗過程一些造成誤差的規避；3、用普通的旋光儀測量糖溶液的旋光度時產生的測量不確定度較大，數據的準確度不高O

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WSWOT分析T研究總結1、此實驗沒有人做過，所以挑戰這個實驗還是有一定的價值的。2、麥芽糖的旋光度的數據很難找到，所以實驗測得的數據也是具有一定參考價值的。3、實驗儀器實驗室都有配