旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数思考题答案

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：Cl2H22O11 蔗糖 H2O H C6H 12。6 葡萄糖 C6H12。6 果糖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。ln c ln c0kt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ko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

2、系在反应进程中旋光度的变化来度量反应的进程。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，a= B6物质的旋光能力用比旋光度来度量:20100D l Ca入D=589nm, l为样品管长度(dm), ca为浓度(g/100ml)蔗糖是右旋性物质，其D0=66.6 ,葡萄糖是右旋性物质，其D0 =52.5 ,果糖是左旋性物质，其D0= 91.9,因此随着反应的进行反应体系的旋光度由右旋变为 左旋。精选Ci2H22O11 蔗糖 H2OC6H 12。6葡萄糖 C6H 12。6果糖t0Cottc c0-xt0t0时：0=反 Co00x

3、xC0C0t t时：t= 反C 生C0 Ct 时： =生c0带入 In c In c0 kt得：In t0C0反 生=In 0kt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in t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,半衰期112 1n 2 k2 .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 D0 =66.6 ,葡萄糖是右旋性物质， 其D0 =52.5 ,果糖是左旋性物质，其D0= 91.9 ,因此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

4、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。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a时以不校正 零点，因 吃吃、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（御词对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

5、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 液浓度有关吗？答：物质的旋光能力用比旋光度来度量：D0 产，可见溶液的旋光度与溶液中所含物质的旋 l Ca ?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

6、，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

7、。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(ao-)对1作图得一直线，从直 线斜率求得反应速率常数ko09 .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， 用蒸储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：因为蒸储水无旋光性，故可用纯蒸储水作零点校 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(如口)对t作图 得一直线，从直线斜率求得反应速率常数 k。，w可 将系统的零点误差消除掉。11 .在旋光法测定蔗

8、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 溶液浓度有关吗？答：物质的旋光能力用比旋光度来度量:20 D100比旋光度是物质本身的性质，仅与光源的波长和温度 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:20 D100由上式公式可知，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，a= B 613 .在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中，4

9、口布测量答：将混合液的一半放入 50-60 C的恒温水浴中恒温 40min ,取出冷至实验温度下测定其旋光度，在10-15min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:D0二，由上式公式可知，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,a= B 615 .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 10-15min 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 4mol L-1HCL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 H