旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数思考题答案.doc

1、实验八十一 旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数1. 简述旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数的实验原理。答：蔗糖在水中转化为葡萄糖与果糖，其反应为： 果 糖葡 萄 糖蔗 糖 612612212 OHCOHCOHC 由于水是大量存在的，H +是催化剂，反应中它们浓度基本不变，因此蔗糖在酸性溶液中的转化反应是准一级反应。 ktc0ln由一级反应的积分方程可知，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，由直线斜率可得 k。然而反应是不断进行的，要快速分析出反应物的浓度是困难的。但蔗糖及其转化产物，都具有旋光性，而且它们的旋光能力不同，故可以利用体系在反应进程中旋光度的变化来度

2、量反应的进程。溶液的旋光度与溶液中所含旋光物质的旋光能力、溶剂性质、溶液浓度、样品管长度及温度等均有关，当其他条件均固定时， c 。物质的旋光能力用比旋光度来度量： ADcl10 20 D=589nm，l 为样品管长度（dm） ，c A 为浓度（g/100ml ）蔗糖是右旋性物质，其 ，葡萄糖是右旋6. 20D性物质，其 ，果糖是左旋性物质，其5.2 0D，因此随着反应的进行反应体系的旋光度9.1 20D由右旋变为左旋。ktktccc xxx OHCOHCOHCt tt 00 ,0,00t0 000 612612212 lnln ln t t c t -c t 得 ：带 入 时 ： 时 ： 时

3、 ： 果 糖葡 萄 糖蔗 糖 生反生 生反生反 反在某一温度下测出反应体系不同反应时刻 t 时的 at及 a ，以 对 t 作图可得一直线，从直线tl斜率即可求得反应速率常数 k，半衰期 。kt2ln12. 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中，如果所用蔗糖不纯，对实验有何影响？答：本实验通过旋光度的测定来测蔗糖反应速率，蔗糖是右旋性物质，其 ，葡萄糖是右旋性物质，6. 20D其 ，果糖是左旋性物质，其 ，因此5.2 0D 9.1 20D随着反应的进行反应体系的旋光度由右旋变为左旋。若蔗糖不纯，所含杂质如果无旋光性对实验无影响，如果具有一定的旋光性会影响实验旋光度的测量，使实验结果不准确。

4、3. 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中，测旋光度时不作零点校正，对实验结果有无影响？答：无影响，本实验中，所测的旋光度 t可以不校正零点，因 t- ，已将系统的零点误差消除掉。 4. 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中，蔗糖水解实验中配制溶液为何可用台称称量？答：蔗糖初始浓度对于数据影响不大。速率常数 K与温度和催化剂的浓度有关，实验测定反应速率常数k，以 ln(t-)对 t 作图，由所得直线的斜率求出反应速率常数 k，与初始浓度无关 ，蔗糖的称取本不需要非常精确，用台称称量即可。5. 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中，测出的旋光度与光源的波长，旋光管的长短、温度和溶液浓

5、度有关吗？答：物质的旋光能力用比旋光度来度量：，可见溶液的旋光度与溶液中所含物质的ADcl10 20旋光能力、溶液性质、溶液浓度、光源的波长、样品管长度及温度等均有关系。6. 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中，测出速率常数与温度、溶液浓度、催化剂浓度和反应时间的长短有关吗？答：蔗糖转化反应的速率常数与温度、催化剂浓度有关，与溶液浓度、反应时间的长短无关。7. 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中， 在混合蔗糖溶液和 HCl 液时，我们将 HCl 液加到蔗糖溶液里去，可以反过来混合吗？答：不能，因为 H+是催化剂，将反应物蔗糖加入到大量 HCl 溶液时，H +浓度很大，一旦加入则马上

6、会分解产生果糖和葡萄糖，则在开始测量时，已经有大部分蔗糖产生了反应，记录 t 时刻对应的旋光度已经不再准确。反之，将 HCL 溶液加到蔗糖溶液中去，由于 H+的浓度小，反应速率小，计时之前所进行的反应的量很小。8. 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中，开始时旋光度在单位时间内变化较快，随着时间的延长，旋光度在单位时间内变化愈来愈小，是否可得出这样的结论，即反应速率常数和反应速率随着时间的延长愈来愈小。答：不能，反应速率常数与反应时间无关，只与温度、催化剂浓度有关，反应速率是随着时间的延长愈来愈小。在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中，反应速率常数是以 Ln(0-)对 t 作图得一直线

7、，从直线斜率求得反应速率常数 k0。9. 蔗糖的转化速率常数和哪些因素有关？答：温度、催化剂的浓度及催化剂的种类有关。10. 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中，用蒸馏水来校正旋光仪的零点，试问在蔗糖转化反应过程中所测定的旋光度 t 是否必须要进行零点校正？答：因为蒸馏水无旋光性，故可用纯蒸馏水作零点校正。在蔗糖转化反应过程中所测定的旋光度 t 可以不进行零点校，因反应速率常数是以 Ln(0-)对 t 作图得一直线，从直线斜率求得反应速率常数 k0， t- 可将系统的零点误差消除掉。11.在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中，物质的比旋光度与光源的波长，旋光管的长短、温度和溶液浓度有

8、关吗？答：物质的旋光能力用比旋光度来度量：，比旋光度是物质本身的性质，仅与光源ADcl10 20的波长和温度有关，而与旋光管的长短和溶液浓度无关。12. 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中，测定 t 和 是否要用同一根旋光管，为什么？ 答：物质的旋光能力用比旋光度来度量：，由上式公式可知，溶液的旋光度与溶液ADcl10 20中所含旋光物质的旋光能力、溶剂性质、溶液浓度、样品管长度及温度等均有关，当其他条件均固定时，溶液的旋光度才与浓度成正比关系，c。13. 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中，如何测量 ？ 答：将混合液的一半放入 50-60的恒温水浴中恒温40min，取出冷至实验温

9、度下测定其旋光度，在 10-15 min 内读取 5-7 个数据，如在测量误差范围内，则取其平均值，即为 值。14. 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中，测量 时，溶液没有冷至实验温度下就测定其旋光度，对结果有无影响？答：有影响，因为溶液的旋光度与温度有关。物质的旋光能力用比旋光度来度量： ，由上式公ADcl10 20式可知，溶液的旋光度与溶液中所含旋光物质的旋光能力、溶剂性质、溶液浓度、样品管长度及温度等均有关，当其他条件均固定时，溶液的旋光度才与浓度成正比关系， c。15. 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中，如何判断测量溶液的旋光度即为 ？答：将混合液的一半放入 50-60的

10、恒温水浴中恒温40min，取出冷至实验温度下测定其旋光度，在 10-15 min 内读取 5-7 个数据，如在测量误差范围内，则取其平均值，即为 值。16. 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中，何时开始计时？为什么？答：分别取 50mL 蔗糖水溶液和 50 mL 4molL-1 HCL 溶液于两个 100mL 锥形瓶中，并浸入恒温槽使恒温到实验的温度。然后将 HCl 溶液全部倒入蔗糖溶液锥形瓶中(两瓶来回倒几次，使两者混合均匀 )，同时记下时间。因为 成立的前提是ktt 0lnl t=0 时，产物浓度为零。17. 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中，实验结束后，能否直接将旋光收起来？答：不能，实验结束时，应将旋光管洗净干燥，防止酸对旋光管的腐蚀。