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

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1、實(shí)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)的實(shí)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,可得一直線,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,而且它們的旋光能力不同,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

2、度與溶液中所含旋光物質(zhì)的旋光能力、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),α=βc。物質(zhì)的旋光能力用比旋光度來(lái)度量:λD=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作圖可得一直線,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)實(shí)驗(yàn)中,如果所用蔗糖不純,對(duì)實(shí)驗(yàn)有何影響?

3、答:本實(shí)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)體系的旋光度由右旋變?yōu)樽笮?。若蔗糖不純,所含雜質(zhì)如果無(wú)旋光性對(duì)實(shí)驗(yàn)無(wú)影響,如果具有一定的旋光性會(huì)影響實(shí)驗(yàn)旋光度的測(cè)量,使實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確。3.在旋光法測(cè)定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)實(shí)驗(yàn)中,測(cè)旋光度時(shí)不作零點(diǎn)校正,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有無(wú)影響?答:無(wú)影響,本實(shí)驗(yàn)中,所測(cè)的旋光度αt可以不校正零點(diǎn),因αt-α∞?,已將系統(tǒng)的零點(diǎn)誤差消除掉。4.在旋光法測(cè)定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)實(shí)驗(yàn)中,蔗糖水解實(shí)驗(yàn)中配制溶液為何

4、可用臺(tái)稱稱量?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),實(shí)驗(yàn)測(cè)定反應(yīng)速率常數(shù)k,以ln(αt-α∞)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),蔗糖的稱取本不需要非常精確,用臺(tái)稱稱量即可。5.在旋光法測(cè)定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)實(shí)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)的旋光能力用比旋光度來(lái)度量:,可見(jiàn)溶液的旋光度與溶液中所含物質(zhì)的旋光能力、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)實(shí)驗(yàn)中

5、,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)實(shí)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,因?yàn)镠+是催化劑,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)始測(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)不再準(zhǔn)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

6、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)實(shí)驗(yàn)中,開(kāi)始時(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)的速率常數(shù)實(shí)驗(yàn)中,反應(yīng)速率常數(shù)是以Ln(α0-α∞)對(duì)t作圖得一直線,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

7、種類有關(guān)。10.在旋光法測(cè)定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)實(shí)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是否必須要進(jìn)行零點(diǎn)校正?答:因?yàn)檎麴s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(α0-α∞)對(duì)t作圖得一直線,從直線斜率求得反應(yīng)速率常數(shù)k0,αt-α∞?可將系統(tǒng)的零點(diǎn)誤差消除掉。11.在旋光法測(cè)定蔗糖轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率常數(shù)實(shí)驗(yàn)中,物質(zhì)的比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)的旋光能力用比旋光度來(lái)度量

8、:,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)實(shí)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)的旋光能力用比旋光度來(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)的旋光能力、溶劑性質(zhì)、溶液濃度、樣品管

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