旋光法測定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)思考題答案

1、試驗八十一 旋光法測定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)1. 簡述旋光法測定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)的試驗原理。答：蔗糖在水中轉(zhuǎn)化為葡萄糖與果糖，其反應(yīng)為：由于水是大量存在的，H+是催化劑，反應(yīng)中它們濃度基本不變，因此蔗糖在酸性溶液中的轉(zhuǎn)化反應(yīng)是準一級反應(yīng)。由一級反應(yīng)的積分方程可知，在不同時間測定反應(yīng)物的相應(yīng)濃度，并以lnc對t作圖，可得始終線，由直線斜率可得k。然而反應(yīng)是不斷進行的，要快速分析出反應(yīng)物的濃度是困難的。但蔗糖及其轉(zhuǎn)化產(chǎn)物，都具有旋光性，而且它們的旋光力量不同，故可以利用體系在反應(yīng)進程中旋光度的變化來度量反應(yīng)的進程。溶液的旋光度與溶液中所含旋光物質(zhì)的旋光力量、溶劑性質(zhì)、溶液濃度、樣品管長度及溫

2、度等均有關(guān)，當其他條件均固定時，c。物質(zhì)的旋光力量用比旋光度來度量：D=589nm，l為樣品管長度（dm），cA為濃度（g/100ml）蔗糖是右旋性物質(zhì)，其，葡萄糖是右旋性物質(zhì)，其，果糖是左旋性物質(zhì)，其，因此隨著反應(yīng)的進行反應(yīng)體系的旋光度由右旋變?yōu)樽笮?。在某一溫度下測出反應(yīng)體系不同反應(yīng)時刻t時的at及a，以對t作圖可得始終線，從直線斜率即可求得反應(yīng)速率常數(shù)k，半衰期。2. 在旋光法測定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)試驗中，假如所用蔗糖不純，對試驗有何影響？答：本試驗通過旋光度的測定來測蔗糖反應(yīng)速率，蔗糖是右旋性物質(zhì)，其，葡萄糖是右旋性物質(zhì)，其，果糖是左旋性物質(zhì)，其，因此隨著反應(yīng)的進行反應(yīng)體系的旋光度由

3、右旋變?yōu)樽笮?。若蔗糖不純，所含雜質(zhì)假如無旋光性對試驗無影響，假如具有肯定的旋光性會影響試驗旋光度的測量，使試驗結(jié)果不精確。3. 在旋光法測定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)試驗中，測旋光度時不作零點校正，對試驗結(jié)果有無影響？答：無影響，本試驗中，所測的旋光度t可以不校正零點，因t-，已將系統(tǒng)的零點誤差消退掉。 4. 在旋光法測定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)試驗中，蔗糖水解試驗中配制溶液為何可用臺稱稱量？答：蔗糖初始濃度對于數(shù)據(jù)影響不大。速率常數(shù)K與溫度和催化劑的濃度有關(guān)，試驗測定反應(yīng)速率常數(shù)k，以ln(t-)對t作圖，由所得直線的斜率求出反應(yīng)速率常數(shù)k，與初始濃度無關(guān) ，蔗糖的稱取本不需要格外精確，用臺稱稱量

4、即可。5. 在旋光法測定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)試驗中，測出的旋光度與光源的波長，旋光管的長短、溫度和溶液濃度有關(guān)嗎？答：物質(zhì)的旋光力量用比旋光度來度量：，可見溶液的旋光度與溶液中所含物質(zhì)的旋光力量、溶液性質(zhì)、溶液濃度、光源的波長、樣品管長度及溫度等均有關(guān)系。6. 在旋光法測定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)試驗中，測出速率常數(shù)與溫度、溶液濃度、催化劑濃度和反應(yīng)時間的長短有關(guān)嗎？答：蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)與溫度、催化劑濃度有關(guān)，與溶液濃度、反應(yīng)時間的長短無關(guān)。7. 在旋光法測定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)試驗中， 在混合蔗糖溶液和HCl液時，我們將HCl液加到蔗糖溶液里去，可以反過來混合嗎？答：不能，由于H+是

5、催化劑，將反應(yīng)物蔗糖加入到大量HCl溶液時，H+濃度很大，一旦加入則馬上會分解產(chǎn)生果糖和葡萄糖，則在開頭測量時，已經(jīng)有大部分蔗糖產(chǎn)生了反應(yīng)，記錄t時刻對應(yīng)的旋光度已經(jīng)不再精確。反之，將HCL溶液加到蔗糖溶液中去，由于H+的濃度小，反應(yīng)速率小，計時之前所進行的反應(yīng)的量很小。8. 在旋光法測定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)試驗中，開頭時旋光度在單位時間內(nèi)變化較快，隨著時間的延長，旋光度在單位時間內(nèi)變化愈來愈小，是否可得出這樣的結(jié)論，即反應(yīng)速率常數(shù)和反應(yīng)速率隨著時間的延長愈來愈小。答：不能，反應(yīng)速率常數(shù)與反應(yīng)時間無關(guān)，只與溫度、催化劑濃度有關(guān)，反應(yīng)速率是隨著時間的延長愈來愈小。在旋光法測定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率

6、常數(shù)試驗中，反應(yīng)速率常數(shù)是以Ln(0-)對t作圖得始終線，從直線斜率求得反應(yīng)速率常數(shù)k0。9. 蔗糖的轉(zhuǎn)化速率常數(shù)和哪些因素有關(guān)？答：溫度、催化劑的濃度及催化劑的種類有關(guān)。10. 在旋光法測定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)試驗中，用蒸餾水來校正旋光儀的零點，試問在蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)過程中所測定的旋光度at是否必需要進行零點校正？答：由于蒸餾水無旋光性，故可用純蒸餾水作零點校正。在蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)過程中所測定的旋光度at可以不進行零點校，因反應(yīng)速率常數(shù)是以Ln(0-)對t作圖得始終線，從直線斜率求得反應(yīng)速率常數(shù)k0，t-可將系統(tǒng)的零點誤差消退掉。11.在旋光法測定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)試驗中，物質(zhì)的比旋光度與光源

7、的波長，旋光管的長短、溫度和溶液濃度有關(guān)嗎？答：物質(zhì)的旋光力量用比旋光度來度量：，比旋光度是物質(zhì)本身的性質(zhì)，僅與光源的波長和溫度有關(guān)，而與旋光管的長短和溶液濃度無關(guān)。12. 在旋光法測定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)試驗中，測定at 和a是否要用同一根旋光管，為什么？ 答：物質(zhì)的旋光力量用比旋光度來度量：，由上式公式可知，溶液的旋光度與溶液中所含旋光物質(zhì)的旋光力量、溶劑性質(zhì)、溶液濃度、樣品管長度及溫度等均有關(guān)，當其他條件均固定時，溶液的旋光度才與濃度成正比關(guān)系，c。13. 在旋光法測定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)試驗中，如何測量a？ 答：將混合液的一半放入50-60的恒溫水浴中恒溫40min，取出冷至試驗溫

8、度下測定其旋光度，在10-15 min內(nèi)讀取5-7個數(shù)據(jù)，如在測量誤差范圍內(nèi)，則取其平均值，即為a 值。14. 在旋光法測定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)試驗中，測量a時，溶液沒有冷至試驗溫度下就測定其旋光度，對結(jié)果有無影響？答：有影響，由于溶液的旋光度與溫度有關(guān)。物質(zhì)的旋光力量用比旋光度來度量：，由上式公式可知，溶液的旋光度與溶液中所含旋光物質(zhì)的旋光力量、溶劑性質(zhì)、溶液濃度、樣品管長度及溫度等均有關(guān)，當其他條件均固定時，溶液的旋光度才與濃度成正比關(guān)系，c。15. 在旋光法測定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)試驗中，如何推斷測量溶液的旋光度即為a？答：將混合液的一半放入50-60的恒溫水浴中恒溫40min，取出冷至試驗溫度下測定其旋光度，在10-15 min內(nèi)讀取5-7個數(shù)據(jù)，如在測量誤差范圍內(nèi)，則取其平均值，即為a 值。16. 在旋光法測定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)試驗中，何時開頭計時？為什么？答：分別取50mL蔗糖水溶液和50 mL 4molL-1 HCL溶液于兩個100mL錐形瓶中，并浸入恒溫槽使恒溫到試驗的溫度。然后將HCl溶液全