旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数思考题答案解析
蔗糖的转化实验报告思考题
1、实验中，为什么用蒸馏水来校正旋光仪的零点？在蔗糖转化反应过程中，所测的旋光度是否需要零点校正？为什么？
答：(1)因为水是非旋光性物质，其旋光度为0。
(2)不需要。
因为作
图时，已将零点抵消掉
了，因此不作零点校正，对计算反应速度常数无任何影响。
2、蔗糖溶液为什么可粗略配制？
答：因该反应为(准)一级反应，只需作
图，根据斜率
便可求其反应速率常数k，并且该反应的半衰期与起始浓度无关，故蔗糖溶液可粗略配制。
3、蔗糖的转化速率常数k与哪些因素有关？
答：温度，催化剂种类、浓度。
4、试分析本实验误差来源？怎样减少实验误差？
答：（1）光源波长，须恒定。
（2）温度，应等温度恒定后在开始实验测量。
（3）操作误差，为减少误差，玻璃片应擦净，旋光管中不能有气泡，两次测量之间务必将旋光管洗净并润洗。
蔗糖水解(旋光度法)思考与讨论答案
蔗糖水解（旋光度法）
思考与讨论答案：
1、本实验校正旋光仪零点的目的是什么？为什么可用蒸馏水来校正零点？不校正零点对实验结果（k和α0）有无影响？有何影响？为什么？
答：旋光仪由于长时间使用，精度和灵敏度都变差，校正零点可消除系统误差；主要是因为蒸馏水没有旋光性，其旋光度为零，其次是因为它无色透明，方便可得，化学性质较为稳定；不校正，测量值精确度会变差，但不会影响实验结果，因为用旋光度的差值进行作图和计算，仪器精度误差可抵消不计。
2、记录反应开始的时间提前或延后对实验结果（k和α0）有无影响？有何影响？为什么？答：无影响；因为k值与温度和催化剂的浓度有关，与时间无关；α0 也是与时间无关，因为加入的蔗糖溶液和盐酸的量是一定的。
3、蔗糖水解反应速率与哪些因素有关？反应速率常数与哪些因素有关？
答：蔗糖水解反应速率与反应温度、浓度、催化剂有关；反应速率常数与温度、活化能等有关。
4测量旋光度时应如何选用旋光管？长管好还是短管好？依据是什么？
答：旋光度与样品管长度成正比。
本实验中有长管和短管两种，一般选用长管（10cm），这样计算比旋光度比较方便，长管亦可提高旋光能力较弱或溶液浓度太稀的样品的准确度，降低度数的相对误差。
5、配置蔗糖溶液时为什么可用粗天平称量？如所用蔗糖不纯，对实验结果有无影响？
答：本实验通过测αt来测得K，k与反应物浓度无关，不同αt对应于不同的浓度值，无须知道他的准确浓度，所以配置蔗糖溶液时可用粗天平称量。
物理化学实验-旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数
旋光仪
4
旋光仪
使用方法
➢开机预热: 接通电源，开启电源开关，预热5分钟，待钠光灯 发光正常才可工作.
➢零点校正: 在旋光管中装满蒸馏水(无气泡)，调节检偏镜，使 三分视野消失，记下角度值，即为仪器零点，用于校正系统误 差.
➢样品的测定: 在旋光管中装入待测试样，调节检偏镜，使三分 视野消失，读取角度值，将其减去(或加上)零点值，即为被测 物质的旋光度.
t为实验温度(℃) D为光源波长 α为旋光度 l为液层厚度(m) C为浓度(kg·m-3)
当其它条件不变时，旋4光度α与浓度C成正比。即：
实验原理
若反应时间为0，t，∞时溶液的旋光度分别用α0，αt，α∞表示。 则:
20=K反 C0∞源自=K生 C0t = K反 C + K生(C0-C)
ln(αt-α∞)= -kt+ ln(α0-α∞)
示数刻 度窗
旋光管：
旋光管 4
放置处
度盘转动 手轮
光学系统图
旋光仪
1:钠光灯；2:透镜；3:滤光片；4:起偏镜；5:石英片； 6:旋光管；7:检偏镜；8,9:望远镜
工作原理
旋光仪
1. 起偏镜, 2. 起偏镜偏振化方向, 3. 旋光管, 4. 检偏镜
偏振化方向, 5. 旋光角, 6. 检偏镜
4
三分视野装置
旋光管中装满溶液后，不应有气泡，不应漏液, 否则会影 响测量结果.
旋光管上螺丝帽盖及橡皮垫圈不宜太紧，否则由于光学 玻璃受力产生一种附加的亦即“假的”偏振作用，给测量造 成误差.
旋光管用后要及时4将溶液倒出，用蒸馏水洗涤干净，擦 干.所有镜片均不能用手直接擦拭，应用擦镜纸擦拭.
实验步骤
1.旋光仪零点的校正 ：
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实验原理：蔗糖在水中转化成葡萄糖与果糖，其反应为：C 12H 22O 11(蔗糖）+H 2O →C 6H 12O 6（葡萄糖)+C 6H 12O 6(果糖）；它是一个二级反应，在纯水中此反应的速度极慢，通常需要在H+离子催化作用下进行。
由于反应时水是大量存在的，尽管有部分水分子参加了反应，仍可近似地认为整个反应过程中水的浓度是恒定的，而且H+是催化剂，其浓度也保持不变。
因此蔗糖转化反应可以看作是一级反应。
一级反应的速率方程可由表示为：k c dtdc=-，式中c 为时间t 时的反应物浓度，K 为反应速率常数。
积分可得:kt c c -=0ln ln ,c 0为反应开始时反应物的浓度。
由此式中不难看出，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，由直线斜率即可得反应速率常数K 。
然而反应是在不断进行的，要快速分析出反应物的浓度是困难的。
但蔗糖及其转化物，都具有旋光性，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。
其中当c=21c 0时，时间t 可以用t1/2表示，即为反应半衰期：t 1/2=k k 693.02ln =。
测量物质反应的仪器称为旋光仪。
溶液的旋光度和溶液中所含物质的旋光能力、溶液性质、溶液浓度、样品管长度及温度均有关系。
当其它条件固定时，旋光度α与反应物浓度c 呈线性关系，即α=βc,此式中比例常数β与物质旋光能力、溶剂性质、溶液浓度、样品管长度、温度等有关。
物质的旋光能力用比旋光度来度量，比旋光度可表示为：[α]20D=α·100/l ·c A式中[α]20D 右上角的“20”是指实验时温度为20℃。
D 是旋光仪用钠灯光源D 线的波长（即589nm ），α为测得的旋光度（°），l 为样品管长度（dm ），cA 为浓度（g/mL ）。
作为反应物的蔗糖是右旋物质，其比旋光度[α]20D=66.6°；生成物中葡萄糖也是右旋物质，其比旋光度[α]20D=52.5°；果糖则是左旋物质，其比旋光度[α]20D=-91.9°.由于生成物呈现左旋物质，因此随着反应的进行，体系的右旋角不断减小，反应至某一瞬间，体系的旋光度可恰巧为零，而后就变成左旋，直至蔗糖完全转化，这时左旋角达到最大值α∞。
旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数
5. 的测量
为了得到 ，可将剩余反应液放置48h后，在相 同实验温度下进行测定。也可将剩余反应液置于 50℃～60℃左右的水浴中温热40min，以加速水 解反应至完全，然后取出冷却至相同实验温度下 再进行测定。在10～15min内读取5个数据。若 在测量误差范围内（＜0.1°），则取其平均值， 该平均值即为 。
（9）
cK 反 t K 生＝ Kt
(10)
将（9）式、（10）式代入（2）式中即得
ln t k 1 t ln (0 )
（11）
显然，以 ln(t )对t作图，可得一直线，从直线 的斜率即可求出反应速率常数。
本实验是用旋光仪来测定反应体系的 t 、 值， 由（11）式求得蔗糖水解反应的反应速率常数， 继而再求出半衰期。
设体系最初的旋光度为：
0 K反c0 ( t=0,蔗糖尚未转化) （6）
体系最终的旋光度：
K生c0 (t＝ ,蔗糖已完全转化) （7）
当时间为t时刻时，蔗糖浓度为c，此时体系的
旋光度为 t ，即
t K 反 cK 生 (c0c)
（8）
将（6）、（7）、（8）式联立可解得：
c0K 反 0 K 生＝ K0
反应物蔗糖是右旋性物质，其比旋光度为 66.6°；生成物中的葡萄糖也是右旋性物质， 其比旋光度为52.5°，果糖是左旋性物质，比 旋光度为－91.9°。由于生成物中果糖的左旋 性比葡萄糖右旋性大，所以生成物呈现左旋性 质。因此随着反应的不断进行，体系的右旋角 将不断减少，在反应进行到某一瞬间时，体系 的旋光度恰等于零，随后为左旋角逐渐增大， 直到蔗糖完全转化，体系的左旋角达到最大值。 由于反应是不断进行的，要快速分析反应物的 浓度很困难。因此，可以利用体系在反应过程 中旋光度的变化来度量反应进程。
旋光法测定蔗糖水解反应的速率常数思考题答案
实验九旋光法测定蔗糖水解反应的速率常数思考题1、说出蔗糖溶液在酸性介质中水解反应的产物是什么？此反应为几级反应？葡萄糖和果糖一级2、WZZ-2S数字式旋光仪的使用分为哪几步？打开电源打开光源按测量键清零测量3、旋光管中的液体有气泡是否会影响实验数据？应如何操作？有赶到旋光管凸肚内4、本实验为什么可以通过测定反应系统的旋光度来度量反应进程？蔗糖是右旋的，水解混合物是左旋的，所以随水解反应的进行，反应体系的旋光度会由右旋逐渐变为左旋5、溶液配制这步如何操作？称取10克蔗糖于烧杯中，加蒸馏水溶解，移至250ml容量瓶定容至刻度，将蔗糖溶液注入一锥形瓶中，另加移液管吸取25ml酸溶液注入另一锥形瓶中，将两个锥形瓶用玻璃塞或橡皮塞后，置于30°恒温6、旋光法测定蔗糖水解反应的速率常数实验分哪几步？7、反应开始时，为什么将盐酸溶液倒入蔗糖溶液中，而不是相反？混合蔗糖溶液和盐酸溶液是为了测定水解速率常数的话就不能将蔗糖加入盐酸中由于反应中水是大量的，消耗的水可忽略不计，所以该反应可看作是一级反应。
反应速率只与蔗糖的浓度有关。
盐酸只作催化剂。
如果将蔗糖加入盐酸中，蔗糖的起始浓度就是一个变化的值，而且先加入的蔗糖会先水解，影响起始浓度和反应速率。
8、αt如何测？大概每隔多长时间测一次？将恒温后的两个锥形瓶取出，将HCl溶液倾倒至蔗糖溶液中。
倾倒的同时，开始用秒表计时，然后将两锥形瓶互相倾倒2～3次，使溶液混合均匀。
用少许混合液荡洗旋光管2-3次，然后按步骤3操作。
将加好溶液的旋光管擦净外面和两端玻璃盖片，置于旋光仪中，打开示数开关测量各时间时溶液的旋光度，反应前期速度较快，可每两分钟测一次，5分钟左右9、旋光度的正负表示什么意思？旋光度与哪些因素有关？左右旋物质的旋光能力溶剂性质溶液浓度样品管长度光源波长温度等10、αt的测量时间是否正好为5，10，…60分钟?不是11、在本实验中若不进行零点校正对结果是否有影响？蔗糖是否纯，通过测比旋光度来鉴定。
旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数思考题答案完整版
旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数思考题答案集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]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：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。
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ln c 对t 作图，可得一直线，由直线斜率可得k 。
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，α＝βc 。
物质的旋光能力用比旋光度来度量：[]AD c l ⋅⋅=100 20αα λD =589nm ，l 为样品管长度（dm ），c A 为浓度（g/100ml ）蔗糖是右旋性物质，其[]6.66 20＝D α，葡萄糖是右旋性物质，其[]5.52 20＝D α，果糖是左旋性物质，其[]9.91 20-＝D α，因此随着反应的进行反应体系的旋光度由右旋变为左旋。
在某一温度下测出反应体系不同反应时刻t 时的a t 及a ∞，以()∞-ααt ln 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k t2ln 21=。
2. 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[]6.66 20＝D α，葡萄糖是右旋性物质，其[] 5.52 20＝D α，果糖是左旋性物质，其[]9.91 20-＝D α，因此随着反应的进行反应体系的旋光度由右旋变为左旋。
蔗糖水解反应速率常数的测定——思考题
一、思考题1. 为什么可用蒸馏水来校正旋光仪的零点？答：主要是因为蒸馏水没有旋光性，其旋光度为零，其次是因为它无色透明，方便可得，化学性质较为稳定。
2. 在旋光度的测量中为什么要对零点进行校正？它对旋光度的精确测量有什么影响？在本实验中若不进行校正对结果是否有影响？答：旋光仪由于长时间使用，精度和灵敏度变差，故需要对零点进行校正。
若不校正会使测量值的精确度变差，甚至产生较大的误差。
本实验数据处理时，用旋光度的差值进行作图和计算，仪器精度误差可以抵消不计，故若不进行零点较正，对结果影响不大。
3. 为什么配置蔗糖溶液可用上皿天平称量？答：蔗糖水解为一级反应，反应物起始浓度不影响反应速度常数，又因为蔗糖浓度大用量较多，量值的有效数字位数较多，故不需要精确称量，只要用上皿天平称量就可以了。
4.记录反应开始的时间晚了一些，是否影响k值的测定?为什么?答：不会影响；因为蔗糖转化反应对蔗糖为一级反应，本实验是以ln(αt－α∞)对t作图求k，不需要α0的数值。
5.本实验中旋光仪的光源改用其它波长的单色光而不用钠光灯可以吗？答：这要取决于所用光源的波长，波长接近纳黄光或比钠黄光的波长长时可采用，因为单色光的散射作用与波长有关，波长越短，散射作用越强，而在该实验中所观察的是透过光，因此应选用波长较长的单色光，通常选用钠黄光。
6.使用旋光仪时以三分视野消失且较暗的位置读数，能否以三分视野消失且较亮的位置读数?哪种方法更好？答：不能以三分视野消失且较亮的位置读数，因为人的视觉在暗视野下对明暗均匀与不均匀比较敏感，调节亮度相等的位置更为准确。
若采用视场明亮的三分视野，则不易辨明三个视场的消失。
7.在数据处理中，由αt—t曲线上读取等时间间隔t时的αt值这称为数据的匀整，此法有何意义?什么情况下采用此法?答：此法便于用Guggenheim法或Kezdy—Swinboure法对实验数据进行处理，当α∞无法求出时可采用此法。
实验九旋光法测定蔗糖水解反应的速率常数思考题答案
实验九旋光法测定蔗糖水解反应的速率常数思考题答案1、说出蔗糖溶液在酸性介质中水解反应的产物是什么？此反应为几级反应？答案：122211261266126H C H O H O C H O C H H +⎡⎤⎣⎦+−−−→+蔗糖 葡萄糖 果糖准一级反应2、WZZ-2S 数字式旋光仪的使用分为哪几步？5步答案：①.打开电源开关(POWER 仪器左侧),待5-10分钟使钠灯发光稳定。
②.打开光源开关(LIGHT 仪器左侧),开关指DC 档,此时钠灯在直流电下点燃。
③.按“测量”键,液晶显示屏应有数字显示。
④.清零 ⑤.测量3、旋光管中的液体有气泡是否会影响实验数据？应如何操作？答案：会，若管中液体有微小气泡，可将其赶至管一端的凸起部分。
4、本实验为什么可以通过测定反应系统的旋光度来度量反应进程？答案：在本实验中，蔗糖及其水解产物都具有旋光性，即能够通过它们的旋光度来量度其浓度。
蔗糖是右旋的，水解混合物是左旋的，所以随水解反应的进行，反应体系的旋光度会由右旋逐渐转变为左旋，因此可以利用体系在反应过程中旋光度的改变来量度反应的进程。
5、旋光法测定蔗糖水解反应的速率常数实验分哪几步？4步答案：①.调节恒温槽的温度在30±0.1℃。
②.溶液配制与恒温。
③.仪器零点校正。
④.测量（1）αt 的测定（2）α∞的测定6、反应开始时，为什么将盐酸溶液倒入蔗糖溶液中，而不是相反？答案：因为将反应物蔗糖加入到大量HCl 溶液时，由于H +的浓度高，反应速率大，一旦加入蔗糖则马上会分解产生果糖和葡萄糖，则在放出一半开始时，已经有一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，影响测量结果。
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。
7、αt 的测量时间是否正好为5， 10，…60分钟? 蔗糖水解过程中体系的旋光度增大还是减小？答案：不是，应在旋光度读数稳定后，先记录精确的反应时间，几分几秒，再读旋光度。
10旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数
把装有蔗糖、盐酸溶液的两个 三角瓶同时放入超级恒温器中， 恒温20分钟。
待蔗糖与盐酸溶液恒温20分钟后取出， 把盐酸溶液倒入到蔗糖溶液中，加入 一半时开始计时，全部加入后摇匀； 混合后的溶液，倒入样品管中（不产 生气泡），用滤纸吸干管外壁的溶液， 将样品管放入旋光仪中，每2分钟测一 次旋光度的值，20分钟后，改为每5分 钟测一次旋光度的值，至80分钟，实 验结束。
α 设体系最初的旋光度为： 0 = β 反 C 0
（t=0，蔗糖尚未转化）
（2）
体系最终的旋光度为： ∞ = β 生 C 0 α
（t=∞，蔗糖已完全转化）
（3）
当时间为t时，蔗糖浓度为C，此时 旋光度为αt，即：
α t = β 反 C + β 生 (C 0 − C )
（4）
将(2)、(3)和(4)式代入(1)式即得：
温度设定及旋光仪零点校正
温度设定：调节超级恒温器的接点温度 计，至30℃（以玻璃温度计为准） 旋光仪零点校正：用蒸馏水清洗样品管 后，向管内倒满蒸馏水（不产生气泡）， 用滤纸吸干管外壁的水，将样品管放入 旋光仪中，调整旋光度的刻度值为零或 其零刻度附近。
在烧杯中称取约15g蔗糖，然后加入30ml 蒸馏水溶解，静置澄清，把澄清后的溶液 倒入50ml容量瓶中，加蒸馏水至刻度，摇 匀，倒入100ml的磨口三角瓶中。 用移液管吸取25ml2mol/L盐酸加入到50ml 容量瓶中，加蒸馏水至刻度，摇匀，倒入 100ml的磨口三角瓶中。 把两个三角瓶同时放入超级恒温器中，恒 温20分钟。
WZZWZZ-1自动指示旋光仪(实物图片) 实物图片)
小孔光栅 偏振镜Ⅰ 磁旋线圈 滤色片 光源 物镜 偏振镜Ⅱ 样品管 光电倍增管
计数器
蜗轮 蜗杆
实验九旋光法测定蔗糖水解反应的速率常数思考题答案
实验九旋光法测定蔗糖水解反应的速率常数思考题答案1、说出蔗糖溶液在酸性介质中水解反应的产物是什么？此反应为几级反应？答案：122211261266126H C H O H O C H O C H H +⎡⎤⎣⎦+−−−→+蔗糖 葡萄糖 果糖准一级反应2、WZZ-2S 数字式旋光仪的使用分为哪几步？5步答案：①.打开电源开关(POWER 仪器左侧),待5-10分钟使钠灯发光稳定。
②.打开光源开关(LIGHT 仪器左侧),开关指DC 档,此时钠灯在直流电下点燃。
③.按“测量”键,液晶显示屏应有数字显示。
④.清零 ⑤.测量3、旋光管中的液体有气泡是否会影响实验数据？应如何操作？答案：会，若管中液体有微小气泡，可将其赶至管一端的凸起部分。
4、本实验为什么可以通过测定反应系统的旋光度来度量反应进程？答案：在本实验中，蔗糖及其水解产物都具有旋光性，即能够通过它们的旋光度来量度其浓度。
蔗糖是右旋的，水解混合物是左旋的，所以随水解反应的进行，反应体系的旋光度会由右旋逐渐转变为左旋，因此可以利用体系在反应过程中旋光度的改变来量度反应的进程。
5、旋光法测定蔗糖水解反应的速率常数实验分哪几步？4步答案：①.调节恒温槽的温度在30±0.1℃。
②.溶液配制与恒温。
③.仪器零点校正。
④.测量（1）αt 的测定（2）α∞的测定6、反应开始时，为什么将盐酸溶液倒入蔗糖溶液中，而不是相反？答案：因为将反应物蔗糖加入到大量HCl 溶液时，由于H +的浓度高，反应速率大，一旦加入蔗糖则马上会分解产生果糖和葡萄糖，则在放出一半开始时，已经有一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，影响测量结果。
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。
7、αt 的测量时间是否正好为5， 10，…60分钟? 蔗糖水解过程中体系的旋光度增大还是减小？答案：不是，应在旋光度读数稳定后，先记录精确的反应时间，几分几秒，再读旋光度。
旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数思考题答案解析
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：()()()果糖葡萄糖蔗糖612661262112212O H C O H C O H O H C H +−→−++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。
kt c c -=0ln ln 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ln c 对t 作图，可得一直线，由直线斜率可得k 。
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，α＝βc 。
物质的旋光能力用比旋光度来度量：[]AD c l ⋅⋅=100 20αα λD =589nm ，l 为样品管长度（dm ），c A 为浓度（g/100ml ）蔗糖是右旋性物质，其[]6.66 20＝D α，葡萄糖是右旋性物质，其[] 5.52 20＝D α，果糖是左旋性物质，其[]9.91 20-＝D α，因此随着反应的进行反应体系的旋光度由右旋变为左旋。
()()()()()()()()kt kt c c c c c c c xx x O H C O H C O H O H C t t t H ----=-=--=∞=-=--=⇒-+==→→→∞→===+−→−+∞∞∞∞∞∞∞+ααααααβββααβαααβββααββαβα00,00,000t 000000612661262112212ln ln ln ln c t c t t0t c c 0 t -c c t t 00 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t 时的a t 及a ∞，以()∞-ααt ln 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k t 2ln 21=。
蔗糖的转化 一级反应思考题解答
一级反应思考题解答1．在测量蔗糖转化速率常数的，选用长的旋光管好？还是短的旋光管好？答：选用较长的旋光管好。
根据公式〔α〕＝α×1000/Lc，在其它条件不变情况下，L越长，α越大，则α的相对测量误差越小。
2．如何根据蔗糖、葡萄糖和果糟的比旋光度计算α0和α∞?答：α0＝〔α蔗糖〕Dt℃L[蔗糖]0/100α∞＝〔α葡萄糖〕Dt℃L[葡萄糖]∞/100＋〔α果糖〕Dt℃L[果糖]∞/100式中：[α蔗糖]Dt℃，[α葡萄糖]Dt℃，[α果糖]Dt℃分别表示用钠黄光作光源在t℃时蔗糖、葡萄糖和果糖的比旋光度，L(用dm表示)为旋光管的长度，[蔗糖]0为反应液中蔗糖的初始浓度，[葡萄糖]∞和[果糖]∞表示葡萄糖和果糖在反应完成时的浓度。
设t＝20℃ L=2 dm [蔗糖]0=10g/100mL 则：α0＝66.6×2×10/100＝13.32°α∞＝ ×2×10/100×（52.2-91.9）＝－3.94°3．在旋光度的测量中，为什么要对零点进行校正?可否用蒸馏水来进行校正?在本实验中若不进行校正，对结果是否有影响?答：若需要精确测量α的绝对值，则需要对仪器零点进行校正，因为仪器本身有一系统误差；水本身没有旋光性，故可用来校正仪器零点。
本实验测定k不需要对α进行零点校正，因为αt，α∞是在同一台仪器上测量，而结果是以ln(αt－α∞)对t作图求得的。
4．记录反应开始的时间晚了一些，是否影响k值的测定?为什么?答：不会影响；因为蔗糖转化反应对蔗糖为一级反应，本实验是以ln(αt－α∞)对t作图求k，不需要α0的数值。
5．如何判断某一旋光物质是左旋还是右旋?答：根据公式[α]t℃D＝α×100/Lc，在其它条件不变的情况下，α与浓度成正比。
配制若干不同浓度的溶液，测定其旋光度。
即可判断。
6．配制蔗糖溶液时称量不够准确或实验所用蔗糖不纯对实验有什么影响?答：此反应对蔗糖为一级反应，利用实验数据求k时不需要知道蔗糖的初始浓度。
实验九旋光法测定蔗糖水解反应的速率常数思考题答案
实验九旋光法测定蔗糖水解反应的速率常数思考题答案1. 旋光法是什么？
旋光法是通过测量物质对极化光的旋光现象，来确定化合物的化学结构、浓度、光学活性和反应动力学等性质的一种光学分析法。
2. 旋光度的单位是什么？
旋光度的单位是度（°）或圆周度（°/cm）。
3. 如何利用旋光法测定蔗糖水解反应的速率常数？
可以通过测量蔗糖水解反应溶液的光学活性，即旋光度随时间的变化，来测定反应速率。
根据麦克劳林-克洛希方程，可以把旋光度随时间的变化关系转化为蔗糖水解反应速率常数。
4. 在测定蔗糖水解反应速率常数时需要注意哪些因素？
在测定蔗糖水解反应速率常数时需要注意以下因素：
(1) 反应溶液的温度应保持一定，以确保测定结果的精确性和重现性；
(2) 反应溶液的酸碱度应保持适当，以确保反应速率常数的稳定；
(3) 反应溶液的光路长度应保持一定，以确保测定结果的准确
性；
(4) 反应开始前应充分混合反应溶液，以达到均相条件。
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【目的要求】1. 测定不同温度时蔗糖转化反应的速率常数和半衰期，并求算蔗糖转化反应的活化能。
2. 了解旋光仪的构造、工作原理，掌握旋光仪的使用方法。
【实验原理】蔗糖转化反应为：C12H22O11 + H2O →C6H12O6 + C6H12O6蔗糖葡萄糖果糖为使水解反应加速，常以酸为催化剂，故反应在酸性介质中进行。
由于反应中水是大量存在的，尽＋管有部分水分子参加了反应，但仍可近似地认为整个反应中水的浓度是恒定的。
而H是催化剂，其浓度也保持不变。
因此，蔗糖转化反应可视为一级反应。
其动力学方程为?dC?kC (1) dt式中，k为反应速率常数；C为时间t时的反应物浓度。
将(1)式积分得：lnC??kt?lnC0(2) 式中，C0为反应物的初始浓度。
当C=1/2C0时，t可用t1/2表示，即为反应的半衰期。
由(2)式可得：t1/2?ln20.693?(3) kk蔗糖及水解产物均为旋光性物质。
但它们的旋光能力不同，故可以利用体系在反应过程中旋光度的变化来衡量反应的进程。
溶液的旋光度与溶液中所含旋光物质的种类、浓度、溶剂的性质、液层厚度、光源波长及温度等因素有关。
为了比较各种物质的旋光能力，引入比旋光度的概念。
比旋光度可用下式表示：t?? (4)[α] DlC式中，t为实验温度(℃)；D为光源波长；α为旋光度；l为液层厚度(m)；C为浓度(kg2m-3)。
由(4)式可知，当其它条件不变时，旋光度α与浓度C 成正比。
即：α＝KC (5)式中的K是一个与物质旋光能力、液层厚度、溶剂性质、光源波长、温度等因素有关的常数。
在蔗糖的水解反应中，反应物蔗糖是右旋性物质,其比旋光度[α]20。
产物中葡萄糖也是右旋D＝66.6°性物质，其比旋光度[α]20；而产物中的果糖则是左旋性物质，其比旋光度[α]20。
因此，D＝52.5°D＝－91.9°随着水解反应的进行，右旋角不断减小，最后经过零点变成左旋。
蔗糖的转化一级反应思考题解答
蔗糖的转化一级反应思考题解答一级反应思考题解答1．在测量蔗糖转化速率常数的，选用长的旋光管好？还是短的旋光管好？答：选用较长的旋光管好。
根据公式〔α〕＝α×1000/Lc，在其它条件不变情况下，L越长，α越大，则α的相对测量误差越小。
2．如何根据蔗糖、葡萄糖和果糟的比旋光度计算α0和α∞?答：α0＝〔α蔗糖〕Dt℃L[蔗糖]0/100α∞＝〔α葡萄糖〕Dt℃L[葡萄糖]∞/100＋〔α果糖〕Dt℃L[果糖]∞/100式中：[α蔗糖]Dt℃，[α葡萄糖]Dt℃，[α果糖]Dt℃分别表示用钠黄光作光源在t℃时蔗糖、葡萄糖和果糖的比旋光度，L(用dm表示)为旋光管的长度，[蔗糖]0为反应液中蔗糖的初始浓度，[葡萄糖]∞和[果糖]∞表示葡萄糖和果糖在反应完成时的浓度。
设t＝20℃ L=2 dm [蔗糖]0=10g/100mL 则：α0＝66.6×2×10/100＝13.32°α∞＝×2×10/100×（52.2-91.9）＝－3.94°3．在旋光度的测量中，为什么要对零点进行校正?可否用蒸馏水来进行校正?在本实验中若不进行校正，对结果是否有影响?答：若需要精确测量α的绝对值，则需要对仪器零点进行校正，因为仪器本身有一系统误差；水本身没有旋光性，故可用来校正仪器零点。
本实验测定k不需要对α进行零点校正，因为αt，α∞是在同一台仪器上测量，而结果是以ln(αt－α∞)对t作图求得的。
4．记录反应开始的时间晚了一些，是否影响k值的测定?为什么?答：不会影响；因为蔗糖转化反应对蔗糖为一级反应，本实验是以ln(αt－α∞)对t作图求k，不需要α0的数值。
5．如何判断某一旋光物质是左旋还是右旋?答：根据公式[α]t℃D＝α×100/Lc，在其它条件不变的情况下，α与浓度成正比。
配制若干不同浓度的溶液，测定其旋光度。
即可判断。
6．配制蔗糖溶液时称量不够准确或实验所用蔗糖不纯对实验有什么影响?答：此反应对蔗糖为一级反应，利用实验数据求k时不需要知道蔗糖的初始浓度。
旋光法测定蔗糖水解反应的速率常数思考题答案
真验九旋光法测定蔗糖火解反应的速率常数思索题之阳早格格创做1、道出蔗糖溶液正在酸性介量中火解反应的产品是什么？此反应为几级反应？葡萄糖战果糖一级2、WZZ-2S数字式旋光仪的使用分为哪几步？挨启电源挨启光源按丈量键浑整丈量3、旋光管中的液体有气泡是可会做用真验数据？应怎么样支配？有赶到旋光管凸肚内4、原真验为什么不妨通过测定反应系统的旋光度去度量反应进程？蔗糖是左旋的，火解混同物是左旋的，所以随火解反应的举止，反应体系的旋光度会由左旋渐渐形成左旋5、溶液配造那步怎么样支配？称与10克蔗糖于烧杯中，加蒸馏火溶解，移至250ml容量瓶定容至刻度，将蔗糖溶液注进一锥形瓶中，另加移液管吸与25ml酸溶液注进另一锥形瓶中，将二个锥形瓶用玻璃塞或者橡皮塞后，置于30°恒温6、旋光法测定蔗糖火解反应的速率常数真验分哪几步？7、反应启初时，为什么将盐酸溶液倒进蔗糖溶液中，而不是好异？混同蔗糖溶液战盐酸溶液是为了测定火解速率常数的话便不克不迭将蔗糖加进盐酸中由于反应中火是洪量的，消耗的火可忽略不计，所以该反应可瞅做是一级反应.反应速率只与蔗糖的浓度有闭.盐酸只做催化剂. 如果将蔗糖加进盐酸中，蔗糖的起初浓度便是一个变更的值，而且先加进的蔗糖会先火解，做用起初浓度战反应速率.8将恒温后的二个锥形瓶与出，将HCl溶液倾倒至蔗糖溶液中.倾倒的共时，启初用秒表计时，而后将二锥形瓶互相倾倒2～3次，使溶液混同匀称.用少许混同液荡洗旋光管2-3次，而后按步调3支配.将加佳溶液的旋光管揩洁表里战二端玻璃盖片，置于旋光仪中，挨启示数启闭丈量各时间时溶液的旋光度，反应前期速度较快，可每二分钟测一次， 5分钟安排9、旋光度的正背表示什么意义？旋光度与哪些果素有闭？安排旋物量的旋光本领溶剂本量溶液浓度样品管少度光源波少温度等105， 10，…60分钟?不是11、正在原真验中若不举止整面矫正对付截止是可有做用？蔗糖是可杂，通过测比旋光度去审定.其余，整面矫正有好处近末面的推断.即旋光性由左旋变到左旋.12、加进蔗糖中的蒸馏火的量有无节造？为什么？有节造反应速率只与蔗糖浓度有闭13结余混同液置于50-60℃的火浴中加热30分钟，以加速火解反应，而后热却至真验温度，测其旋光度，此值即可认为是α∞或者将结余混同液正在室温下脆持48小时，沉新恒温至真14、蔗糖的转移速度战哪些果素有闭？蔗糖浓度15、氢离子浓度对付反应速率常数测定是可有做用？不做用，果为氢离子不过催化剂16、真验中，为什么用蒸馏火去矫正旋光仪的整面?蒸馏火无旋光性，与消旋光仪的系统缺面；17、真验中断后为什么必须将旋光管洗洁？预防酸对付旋光管战仪器的腐蚀18定？19、正在测定α∞时，通过加热使反应速度加快转移真足，加热温度是可超出60℃？为什么？不克不迭果为副反应加大20、蔗糖火解反应速率常数战哪些果素有闭？随浓度，温度，催化剂而变21、正在旋光度的丈量中为什么要对付整面举止矫正？它对付旋光度的透彻丈量有什么做用？若需要透彻丈量α的千万于值，则需要对付仪器整面举止矫正，果为仪器自己有一系统缺面；22、摆设溶液时不敷准确，对付丈量截止是可有做用？有，当HCl溶液浓度过大时，蔗糖火解速率丈量截止会偏偏大.23、蔗糖火解真验中为什么不必浓硫酸战密硝酸，而用盐酸？具备氧化性会爆收碳化24、为什么配蔗糖溶液不妨用细天仄称量？初初浓度对付于数据做用不大.速率常数K与温度战催化剂的浓度有闭，真验测定反应速率常数k，以ln(αt-α∞)对付t做图，由所得曲线的斜率供出反应速率常数k，与初初浓度无闭25、用物理要领测定反应速率有何便宜？采与物理要领的条件是什么？丈量快, 测得数据多, 数据缺面小, 所测的物理量易转移为电讯号, 易真止测定、记录、处理的自动化26、旋紧旋光管的套盖时，用力过大会做用丈量截止吗？用力过大，易压碎玻璃盖片，或者使玻璃片爆收压力，做用旋光度27、蔗糖火解历程中体系的旋光度删大仍旧减小？减小28、原真验需测哪些物理量？大气压室温旋光度时间蔗糖浓度反应温度29、用旋光度表示此反应的速率圆程式？怎么样供得反应速率常数k？30、整面矫正那步怎么样支配？。
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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：
()()()果糖葡萄糖蔗糖612661262112212O H C O H C O H O H C H +−→−++
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。
kt c c -=0
ln ln 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ln c 对t 作图，可得一直线，由直线斜率可得k 。
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，α＝βc 。
物质的旋光能力用比旋光度来度量：[]A
D c l ⋅⋅=100 20
αα λD =589nm ，l 为样品管长度（dm ），c A 为浓度（g/100ml ）
蔗糖是右旋性物质，其[]
6.66 20
＝D α，葡萄糖是右旋性物质，其[] 5.52 20
＝D α，果糖是左旋性物质，其[]
9.91 20-＝D α，因此随着反应的进行反应体系的旋光度由右旋变为左旋。
()()()()()()()()kt kt c c c c c c c x
x x O H C O H C O H O H C t t t H ----=-=--=∞=-=--=
⇒-+==→→→∞→===+−→−+∞∞∞∞∞∞∞+
ααααααβββααβαααβββααββαβα00,00,000t 000
000612661262112212ln ln ln ln c t c t t
0t c c 0 t -c c t 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t 时
的a t 及a ∞，以()∞-ααt ln 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k t 2ln 21=。
2. 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[]
6.66 20
＝D α，葡萄糖是右旋性物质，其[] 5.52 20
＝D α，果糖是左旋性物质，其[]
9.91 20-＝D α，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αt 可以不校正零点，因αt -α∞ ，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(αt -α∞)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：
[]A D c l ⋅⋅=100
20αα，可见溶液的旋光度与溶液中所含物质的旋
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，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。
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(α0-α∞)对t 作图得一直线，从直线斜率求得反应速率常数k 0。
9. 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αt 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正。
在蔗糖转化反应过程中所测定的旋光度αt 可以不进行零点校，因反应速率常数是以Ln(α0-α∞)对t 作图得一直线，从直线斜率求得反应速率常数k 0，αt -α∞ 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，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：[]A
D c l ⋅⋅=100 20
αα，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αt 和α∞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：[]A
D c l ⋅⋅=100 20
αα，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，α＝βc 。
13. 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中，如何测量α∞？
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10-15 min 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α∞ 值。
14. 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中，测量α∞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：[]A
D c l ⋅⋅=100 20
αα，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，α＝βc 。
15. 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α∞？
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10-15 min 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α∞ 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 -1 HCL 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HCl 溶液全部倒入蔗糖溶液锥形瓶中(两瓶来回倒几次，使两者混合均匀)，同时记下时间。
因为()()kt t ---∞∞αααα0ln ln ＝成立的前提是t =0时，产物浓度为零。
17. 在旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验中，实验结束后，能否直接将旋光收起来？
答：不能，实验结束时，应将旋光管洗净干燥，防止酸对旋光管的腐蚀。