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

1、試驗(yàn)八十一 旋光法測(cè)定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)1. 簡(jiǎn)述旋光法測(cè)定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)的試驗(yàn)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(zhǔn)一級(jí)反應(yīng)。由一級(jí)反應(yīng)的積分方程可知，在不同時(shí)間測(cè)定反應(yīng)物的相應(yīng)濃度，并以lnc對(duì)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(jìn)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(jìn)程中旋光度的變化來(lái)度量反應(yīng)的進(jìn)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(zhǎng)度及溫

2、度等均有關(guān)，當(dāng)其他條件均固定時(shí)，c。物質(zhì)的旋光力量用比旋光度來(lái)度量：D=589nm，l為樣品管長(zhǎng)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(jìn)行反應(yīng)體系的旋光度由右旋變?yōu)樽笮?。在某一溫度下測(cè)出反應(yīng)體系不同反應(yīng)時(shí)刻t時(shí)的at及a，以對(duì)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(cè)定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)試驗(yàn)中，假如所用蔗糖不純，對(duì)試驗(yàn)有何影響？答：本試驗(yàn)通過(guò)旋光度的測(cè)定來(lái)測(cè)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(jìn)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(wú)旋光性對(duì)試驗(yàn)無(wú)影響，假如具有肯定的旋光性會(huì)影響試驗(yàn)旋光度的測(cè)量，使試驗(yàn)結(jié)果不精確。3. 在旋光法測(cè)定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)試驗(yàn)中，測(cè)旋光度時(shí)不作零點(diǎn)校正，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有無(wú)影響？答：無(wú)影響，本試驗(yàn)中，所測(cè)的旋光度t可以不校正零點(diǎn)，因t-，已將系統(tǒng)的零點(diǎn)誤差消退掉。 4. 在旋光法測(cè)定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)試驗(yàn)中，蔗糖水解試驗(yàn)中配制溶液為何可用臺(tái)稱(chēng)稱(chēng)量？答：蔗糖初始濃度對(duì)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(yàn)測(cè)定反應(yīng)速率常數(shù)k，以ln(t-)對(duì)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(wú)關(guān) ，蔗糖的稱(chēng)取本不需要格外精確，用臺(tái)稱(chēng)稱(chēng)量

4、即可。5. 在旋光法測(cè)定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)試驗(yàn)中，測(cè)出的旋光度與光源的波長(zhǎng)，旋光管的長(zhǎng)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(lái)度量：，可見(jiàn)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(zhǎng)、樣品管長(zhǎng)度及溫度等均有關(guān)系。6. 在旋光法測(cè)定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)試驗(yàn)中，測(cè)出速率常數(shù)與溫度、溶液濃度、催化劑濃度和反應(yīng)時(shí)間的長(zhǎng)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(shí)間的長(zhǎng)短無(wú)關(guān)。7. 在旋光法測(cè)定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)試驗(yàn)中， 在混合蔗糖溶液和HCl液時(shí)，我們將HCl液加到蔗糖溶液里去，可以反過(guò)來(lái)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(shí)，H+濃度很大，一旦加入則馬上會(huì)分解產(chǎn)生果糖和葡萄糖，則在開(kāi)頭測(cè)量時(shí)，已經(jīng)有大部分蔗糖產(chǎn)生了反應(yīng)，記錄t時(shí)刻對(duì)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(jì)時(shí)之前所進(jìn)行的反應(yīng)的量很小。8. 在旋光法測(cè)定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)試驗(yàn)中，開(kāi)頭時(shí)旋光度在單位時(shí)間內(nèi)變化較快，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，旋光度在單位時(shí)間內(nèi)變化愈來(lái)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(shí)間的延長(zhǎng)愈來(lái)愈小。答：不能，反應(yīng)速率常數(shù)與反應(yīng)時(shí)間無(wú)關(guān)，只與溫度、催化劑濃度有關(guān)，反應(yīng)速率是隨著時(shí)間的延長(zhǎng)愈來(lái)愈小。在旋光法測(cè)定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率

6、常數(shù)試驗(yàn)中，反應(yīng)速率常數(shù)是以Ln(0-)對(duì)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(lèi)有關(guān)。10. 在旋光法測(cè)定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)試驗(yàn)中，用蒸餾水來(lái)校正旋光儀的零點(diǎn)，試問(wèn)在蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)過(guò)程中所測(cè)定的旋光度at是否必需要進(jìn)行零點(diǎn)校正？答：由于蒸餾水無(wú)旋光性，故可用純蒸餾水作零點(diǎn)校正。在蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)過(guò)程中所測(cè)定的旋光度at可以不進(jìn)行零點(diǎn)校，因反應(yīng)速率常數(shù)是以Ln(0-)對(duì)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(diǎn)誤差消退掉。11.在旋光法測(cè)定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)試驗(yàn)中，物質(zhì)的比旋光度與光源

7、的波長(zhǎng)，旋光管的長(zhǎng)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(lái)度量：，比旋光度是物質(zhì)本身的性質(zhì)，僅與光源的波長(zhǎng)和溫度有關(guān)，而與旋光管的長(zhǎng)短和溶液濃度無(wú)關(guān)。12. 在旋光法測(cè)定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)試驗(yàn)中，測(cè)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(lái)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(zhǎng)度及溫度等均有關(guān)，當(dāng)其他條件均固定時(shí)，溶液的旋光度才與濃度成正比關(guān)系，c。13. 在旋光法測(cè)定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)試驗(yàn)中，如何測(cè)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(yàn)溫

8、度下測(cè)定其旋光度，在10-15 min內(nèi)讀取5-7個(gè)數(shù)據(jù)，如在測(cè)量誤差范圍內(nèi)，則取其平均值，即為a 值。14. 在旋光法測(cè)定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)試驗(yàn)中，測(cè)量a時(shí)，溶液沒(méi)有冷至試驗(yàn)溫度下就測(cè)定其旋光度，對(duì)結(jié)果有無(wú)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(lái)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(zhǎng)度及溫度等均有關(guān)，當(dāng)其他條件均固定時(shí)，溶液的旋光度才與濃度成正比關(guān)系，c。15. 在旋光法測(cè)定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)試驗(yàn)中，如何推斷測(cè)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(yàn)溫度下測(cè)定其旋光度，在10-15 min內(nèi)讀取5-7個(gè)數(shù)據(jù)，如在測(cè)量誤差范圍內(nèi)，則取其平均值，即為a 值。16. 在旋光法測(cè)定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)試驗(yàn)中，何時(shí)開(kāi)頭計(jì)時(shí)？為什么？答：分別取50mL蔗糖水溶液和50 mL 4molL-1 HCL溶液于兩個(gè)100mL錐形瓶中，并浸入恒溫槽使恒溫到試驗(yàn)的溫度。然后將HCl溶液全