旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数思考题答案

实验八十一实验八十一 旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数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简述旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数的实验 原理 原理 答 蔗糖在水中转化为葡萄糖与果糖 其反应为 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 612661262112212 OHCOHCOHOHC H 由于水是大量存在的 由于水是大量存在的 H 是催化剂 反应中它是催化剂 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 是准一级反应 ktcc 0 lnln 由一级反应的积分方程可知 在不同时间测定反应物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 并以的相应浓度 并以 lnc 对对 t 作图 可得一直线 由直作图 可得一直线 由直 线斜率可得线斜率可得 k 然而反应是不断进行的 要快速分析 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量反应的进程 体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 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 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 物质的旋光能力用比旋光度来度量 A D cl 100 20 D 589nm l 为样品管长度 为样品管长度 dm cA为浓度为浓度 g 100ml 蔗糖是右旋性物质 其蔗糖是右旋性物质 其 葡萄糖是右旋 葡萄糖是右旋 6 66 20 D 性物质 其性物质 其 果糖是左旋性物质 其 果糖是左旋性物质 其 5 52 20 D 因此随着反应的进行反应体系的旋光度 因此随着反应的进行反应体系的旋光度 9 91 20 D 由右旋变为左旋 由右旋变为左旋 ktktcc c ccc c xxx OHCOHCOHOHC t t t H 00 0 0 0 00t 00 00 0 0 612661262112212 lnln lnln c t c tt 0t c c 0 t cct t 0 0 c 0t 得 带入 时 时 时 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在某一温度下测出反应体系不同反应时刻 t 时时 的的 at及及 a 以 以对对 t 作图可得一直线 从直线作图可得一直线 从直线 tln 斜率即可求得反应速率常数斜率即可求得反应速率常数 k 半衰期 半衰期 kt2ln 21 2 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中 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 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 其糖是右旋性物质 其 葡萄糖是右旋性物质 葡萄糖是右旋性物质 6 66 20 D 其其 果糖是左旋性物质 其 果糖是左旋性物质 其 因此 因此 5 52 20 D 9 91 20 D 随着反应的进行反应体系的旋光度由右旋变为左旋 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 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 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 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 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 所测的旋光度答 无影响 本实验中 所测的旋光度 t 可以不校可以不校 正零点 因正零点 因 t 已将系统的零点误差消除掉 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 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 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与温度和催化剂的浓度有关 实验测定反应速率常数 k 以 以 ln t 对对 t 作图 由所得直线的斜率求出反作图 由所得直线的斜率求出反 应速率常数应速率常数 k 与初始浓度无关 与初始浓度无关 蔗糖的称取本不 蔗糖的称取本不 需要非常精确 用台称称量即可 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 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 溶液浓度有关吗 答 物质的旋光能力用比旋光度来度量 答 物质的旋光能力用比旋光度来度量 可见 可见溶液的旋光度与溶液中所含物质的溶液的旋光度与溶液中所含物质的 A D cl 100 20 旋光能力 溶液性质 溶液浓度 旋光能力 溶液性质 溶液浓度 光源的波长 光源的波长 样品样品 管长度及温度等均有关系 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 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 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 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 在混合蔗糖溶液和在混合蔗糖溶液和 HCl 液时 我们将液时 我们将 HCl 液加到蔗液加到蔗 糖溶液里去 可以反过来混合吗 糖溶液里去 可以反过来混合吗 答 不能 因为答 不能 因为 H 是催化剂 将反应物蔗糖加入到是催化剂 将反应物蔗糖加入到 大量大量 HCl 溶液时 溶液时 H 浓度很大 一旦加入则马上会浓度很大 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 记录部分蔗糖产生了反应 记录 t 时刻对应的旋光度已经时刻对应的旋光度已经 不再准确 反之 将不再准确 反之 将 HCL 溶液加到蔗糖溶液中去 溶液加到蔗糖溶液中去 由于由于 H 的浓度小 反应速率小 计时之前所进行的的浓度小 反应速率小 计时之前所进行的 反应的量很小 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 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 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 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 小 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中 反应速率常数是反应速率常数是以以 Ln 0 对对 t 作图得一直线 从作图得一直线 从 直线斜率求得反应速率常数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 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 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 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过程中所测定的旋光度 t是否必须要进行零点校正 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正 在蔗糖转化反应过程中所测定的旋光度 t可以不可以不 进行零点校 因反应速率常数是进行零点校 因反应速率常数是以以 Ln 0 对对 t 作作 图得一直线 从直线斜率求得反应速率常数图得一直线 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 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 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 和溶液浓度有关吗 答 物质的旋光能力用比旋光度来度量 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 比旋光度是物质本身的性质 仅与光源光源 A D cl 100 20 的波长和温度有关 而与旋光管的长短和溶液浓度无的波长和温度有关 而与旋光管的长短和溶液浓度无 关 关 12 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中 测定测定 t 和和 是否要用同一根旋光管 为什么 是否要用同一根旋光管 为什么 答 答 物质的旋光能力用比旋光度来度量 物质的旋光能力用比旋光度来度量 由上式公式可知 由上式公式可知 溶液的旋光度与溶液溶液的旋光度与溶液 A D cl 100 20 中所含旋光物质的旋光能力 溶剂性质 溶液浓度 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 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 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 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中 如何测量如何测量 答 将混合液的一半放入答 将混合液的一半放入 50 60 的恒温水浴中恒温的恒温水浴中恒温 40min 取出冷至实验温度下测定其旋光度 在 取出冷至实验温度下测定其旋光度 在 10 15 min 内读取内读取 5 7 个数据 如在测量误差范围内 则个数据 如在测量误差范围内 则 取其平均值 即为取其平均值 即为 值 值 14 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中 测量测量 时 溶液没有冷至实验温度下就测定其旋光时 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 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 答 有影响 因为溶液的旋光度与温度有关 物质的物质的 旋光能力用比旋光度来度量 旋光能力用比旋光度来度量 由上式公由上式公 A D cl 100 20 式可知 式可知 溶液的旋光度与溶液中所含旋光物质的旋光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 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 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如何判断测量溶液的旋光度即为 答 将混合液的一半放入答 将混合液的一半放入 50 60 的恒温水浴中恒温的恒温水浴中恒温 40min 取出冷至实验温度下测定其旋光度 在 取出冷至实验温度下测定其旋光度 在 10 15 min 内读取内读取 5 7 个数据 如在测量误差范围内 则个数据 如在测量误差范围内 则 取其平均值 即为取其平均值 即为 值 值 16 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中 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 何时开始计时 为什么 答 分别取答 分别取 50mL 蔗糖水溶液和蔗糖水溶液和 50 mL 4mol L 1 HCL 溶液于两个溶液于两个 100mL 锥形瓶中 并浸入恒温槽使锥形瓶中 并浸入恒温槽使 恒温到实验的温度 然后将恒温到实验的温度