麦芽糖的水解速率

浙江工业大学化学工程学院麦芽糖水解速率常数的测定结题报告小组成员：王海潇刘建指导老师：唐浩东浙江省

浙江省杭州市下城区背景方案陈述可行性分析123实验背景1背景麦芽糖是碳水化合物的一种，它可用于生物培养基、多硫化稳定剂、分析化学比色测定褐色标准。作用1.测定麦芽糖的水解反应速率2.化学反应动力学的研究3.根据Arrhenius公式求出该反应温度范围的平均活化能方案陈述2.方案选择

方案一：利用具有高分辩率和高灵敏度的毛细管电泳一电化学检测方法测定麦芽糖及其水解产物的浓度随反应时间变化的规律。在H2SO4催化下对不同温度时麦芽糖水解反应速率进行测定。该法能同时监测乳糖、D一半乳糖和葡萄糖或麦芽糖、葡萄糖的峰高随水解反应的进程而发生的变化，方法直观可靠，结果令人满意。此法不仅拓宽了毛细管电泳法测定水解反应速率常数的应用范围，也丰富了糖类物质水解反应的有关物理常数。

参考文献：1)根据华东师范大学的张欣，丁祥欢，朱雪焱，叶建农老师在《乳糖和麦芽糖水解反应速率常数的毛细管电泳测定方法》一文中，利用具有高分辩率和高灵敏度的毛细管电泳——电化学检测方法测定麦芽糖及其水解产物的浓度随反应时间变化的规律。已有资料说明，乳糖和麦芽糖在酸性条件下的水解反应皆为一级反应。，本文在此基础上，利用它们水解和检测的可行性，用毛细管电泳对乳糖和麦芽糖的水解常数进行测定，直观地体现了温度、时间、浓度三者之间的关系。2.方案选择方案二：利用旋光仪对麦芽糖水解速率常数测定，并且可以了解反应物浓度与旋光度之间的关系。用旋光度测定法测定麦芽糖，简便、快速，准确，重复性好，麦芽糖浓度与旋光度成正比用该方法制备标准曲线具有很好的相关性。由于麦芽糖的水解反应可看作伪一级水解反应，当温度及氢离子浓度为定值时，反应熟虑常数为定值，所以对数据的处理提供了较大的方便。参考文献：1)靳永胜、张文戈在《测定蔗糖水解速率常数的实验改进》本文的目的是把蔗糖水解速率常数测定中用到的无限长时间后的旋光度“ɑ∞”合并入常数项中,使它对速率常数的测定不产生影响,从而在实验中取消“ɑ∞”的测定。通过对方案一和方案二的详细了解，发现方案二所需要的高分辩率和高灵敏度的毛细管电泳在常规实验中部常用，且数据较难读取，实验对于我们具有一定的不可抗拒的难度。实验一，不仅数据便于读取和处理，所拥有的旋光仪也是常规实验室所具备的，具有普遍性，利于我们的实验的进行。且根据实验旋光度的确定，不仅能测定麦芽糖的水解反应速率和化学反应动力学的研究，还可根据Arrhenius公式求出该反应温度范围的平均活化能。所以选择方案一进行实验。2.方案比较2.方案陈述利用旋光仪可以对麦芽糖水解速率常数测定，并且可以了解反应物浓度与旋光度之间的关系。用旋光度测定法测定麦芽糖的旋光度，简便、快速，准确，重复性好。

麦芽糖浓度与旋光度成正比用该方法制备标准曲线具有很好的相关性。由于麦芽糖的水解反应可看作伪一级水解反应，当温度及氢离子浓度为定值时，反应速率常数为定值，所以对数据的处理提供了较大的方便。可行性分析3.可行性分析实验仪器和设备：1、旋光仪

2、恒温水浴锅

3、烧杯，容量瓶，锥形瓶、温度计等麦芽糖在水中转化成两分子葡萄糖，其反应为：

C12H22O11(麦芽糖)＋H2O→2C6H12O6（葡萄糖）它是一个一级反应，在纯水中此反应的速率极慢，通常需要在H+离子催化作用下进行。（由于反应时水是大量存在的，尽管有部分水分子参加了反应，仍可近似地认为整个反应过程中水的浓度是恒定的；而且H+是催化剂，其浓度也保持不变。）原理可行性：一级反应的速率方程可由下式表示：

-dc/dt=kc

(1)（c为时间t时的反应物浓度，k为反应速率常数）上式积分可得：

lnc0-lnc=kt

(2)（c0为反应开始时反应物浓度）从（2）式可看出，在不同时间测定反应物的相应浓度，并以lnc对t作图，可得一直线，由直线斜率即可求得反映速率常数k。表1已知的物质性质表2相关公式由式（3）、（4）和（5）联立可解得：

c0＝（α0－α∞）/（β反－β生）

(6)

c=(αt-α∞)/(β反－β生)

(7)将式（6）和（7）带入（2）式即得：

ln（α0－α∞）-ln(αt-α∞)=kt

(8)显然，如以ln(αt-α∞)对t作图可得一直线，从直线斜率即可求得反应速率常数k。③④实验步骤1.旋光仪的零点校正2.反应过程的旋光度测定：20mL麦芽糖溶液→锥形瓶→20mL验算→混合均匀→润洗旋光管2次→注满旋光管（剩余溶液置于低于60度的水浴）→擦干→赶气泡→测量旋光度并记下时间（α1和t1）→每间隔约5分钟测量一次，共测量7组数据。3.α∞的测量：上述7组数据测量完成后，倒掉旋光管中未完全水解的溶液，取出置于低于60度水浴的反应溶液，冷却至室温，用该溶液润洗2次旋光管，测量α∞1，将旋光管再置于低于60度水浴加热5分钟，取出并冷却后再次测量旋光度α∞2，直至两次测量的旋光度相等。o研究总结1、此实验方案原理清晰简单2、步骤并不复杂繁琐，操作相对简单3、数据便于读取和处理，所拥有的旋光仪也是常规实验室所具备的，具有普遍性，利于我们的实验的进行。4、根据实验旋光度的确定，不仅能测定麦芽糖的水解反应速率和化学反应动力学的研究，还可根据Arrhenius公式求出该反应温度范围的平均活化能。T

W

SSWOT分析S研究总结1、此实验基本没有现成可参考的实验文献，只能找到别人做过类似的实验2、由于此实验基本没有人做过，所以很难有做到对实验过程一些造成误差的规避；3、用普通的旋光仪测量糖溶液的旋光度时产生的测量不确定度较大，数据的准确度不高O

T

WSWOT分析T研究总结1、此实验没有人做过，所以挑战这个实验还是有一定的价值的。2、麦芽糖的旋光度的数据很难找到，所以实验测得的数据也是具有一定参考价值的。3、实验仪器实验室都有配