实验九旋光法测定蔗糖水解反应的速率常数思考题答案
大学物理化学实验思考题答案总结
蔗糖水解速率常数的测定1．蔗糖水解反应速率常数和哪些因素有关？答：主要和温度、反应物浓度和作为催化剂的H+浓度有关。
2．在测量蔗糖转化速率常数时，选用长的旋光管好？还是短的旋光管好？答：选用长的旋光管好。
旋光度和旋光管长度呈正比。
对于旋光能力较弱或者较稀的溶液，为了提高准确度，降低读数的相对误差，应选用较长的旋光管。
根据公式（a）=a*1000/LC,在其他条件不变的情况下，L越长，a越大，则a的相对测量误差越小。
3．如何根据蔗糖、葡萄糖、果糖的比旋光度数据计算？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°4．试估计本实验的误差，怎样减少误差？答：本实验的误差主要是蔗糖反应在整个实验过程中不恒温。
在混合蔗糖溶液和盐酸时，尤其在测定旋光度时，温度已不再是测量温度，可以改用带有恒温实施的旋光仪，保证实验在恒温下进行，在本实验条件下，测定时要力求动作迅速熟练。
其他误差主要是用旋光仪测定时的读数误差，调节明暗度判断终点的误差，移取反应物时的体积误差，计时误差等等，这些都由主观因素决定，可通过认真预习实验，实验过程中严格进行操作来避免。
乙酸乙酯皂化反应速率常数测定电导的测定及其应用1、本实验为何要测水的电导率？答：因为普通蒸馏水中常溶有CO2和氨等杂质而存在一定电导，故实验所测的电导值是欲测电解质和水的电导的总和。
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？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、溶液配制与恒温这步如何操作？答案：称取5克蔗糖于烧杯中，加少量蒸馏水溶解，移至25ml 容量瓶定容至刻度，将蔗糖溶液注入一锥形瓶中，另用移液管吸取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盖好后，置于25±0.1℃的恒温槽中恒温10～15分钟。
6、旋光法测定蔗糖水解反应的速率常数实验分哪几步？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？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。
3.9 旋光度法测定蔗糖水解反应的速率常数
实验七 一级反应——蔗糖的转化一、实验目的1．了解蔗糖转化反应体系中各物质浓度与旋光度之间的关系。
2．测定蔗糖转化反应的速率常数和半衰期。
3．了解旋光仪的基本原理，掌握其使用方法。
二、预习要求1．掌握旋光度与蔗糖转化反应速率常数的关系。
2．.掌握αt 与α∞的测定方法。
3．了解旋光仪的构造及使用方法。
三、实验原理蔗糖转化反应为：C 12H 22O 11+H 2O → C 6H 12O 6 + C 6H 12O 6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的，可以认为整个反应中水的浓度基本是恒定的。
而H+是催化剂，其浓度也是固定的。
所以，此反应可视为假一级反应。
其动力学方程为kc dTdc =- (1) 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：0ln ln c kt c += (2)式中，c 0为反应物的初始浓度。
当c =1/2c 0时，t 可用t 1/2表示，即为反应的半衰期。
由(2)式可得：kk t 693.02ln 21== (3) 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：c l tD ⋅=αα][ (4)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(kg·m -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。
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]20D =66.6°。
产物中葡萄糖也是右旋性物质，其比旋光度[α]20D =52.5°；而产物中的果糖则是左旋性物质，其比旋光度[α]20D=-91.9°。
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？。
《物理化学基础实验》旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验
《物理化学基础实验》旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数实验一、实验目的了解蔗糖转化反应体系中各物质浓度与旋光度之间的关系；测定蔗糖转化反应的速率常数和半衰期；了解旋光仪的基本原理，掌握其使用方法。
二、实验原理蔗糖转化反应为：C12H 22O 11(蔗糖)+H 2O → C 6H 12O 6(葡萄糖) + C 6H 12O 6(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的，可以认为整个反应中水的浓度基本是恒定的。
而H +是催化剂，其浓度也是固定的。
所以，此反应可视为准一级反应。
其动力学方程为dckc dt-= (1) 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：0ln c kt ln c =-+ (2)式中，C 0为反应物的初始浓度。
当C=1/2C 0时，t 可用t 1/2表示，即为反应的半衰期。
由(2)式可得：12ln 20.693t k k== (3) 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：[]tD lcαα= (4)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(kg ·m -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：Kc α= (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[]︒=6.6620D α。
产物中葡萄糖也是右旋性物质，其比旋光度[]︒=5.5220D α；而产物中的果糖则是左旋性物质，其比旋光度[]︒-=9.9120D α。
旋光法测定蔗糖水解反应速率常数
四、实验步骤
将测定 时剩余的溶液倒入洁净的大试管 里，并置于60℃恒温水浴中30分钟，然后 冷却到室温再装管测定三次旋光度取平均 值（即）。 实验完毕后，将“光源”开关置于交流档， 关闭电源。小心地清洗仪器，尤其是旋光 管要清洗干净，至无酸性为止，以避免腐 蚀旋光管两端的金属部件，且注意不要丢 失旋光管两端的玻片和密封圈。
0 t
三、仪器与试剂
自动数字旋光仪1台； 10cm 旋光管1支； 恒温槽； 天平； 计时器； 烧杯（100ml）； 带盖刻度试管（100ml，2支）， HCl溶液（3 moldm-3）， 蔗糖（A.R.）
三、仪器与试剂
自动数字旋光仪
滤 偏振 小孔 物镜 色 光源 镜A 光栅 片
七、思考题
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t是否需要零点校正？为什么？ 蔗糖溶液为什么可以粗略配制？ 蔗糖的转化速率常数k与哪些因素有关？ 实验中，要将测定t 所剩余的溶液倒入洁 净的容器中，并置于60℃恒温水浴中30分 钟，其目的是什么？ 实验测定过程中，为什么旋光管的两端和 中间必须绝对擦干？实验完成后，清洗旋 光管时应注意什么？
六、数据处理
将室温下的t、、时间t、温度T的数据 列表备用。 作出t～t曲线，在t～t曲线上按时间等间 隔地读取8组t～t数据，连同对应的数据 ln ( t ) 列表备用。 作出直线 ～t，由其斜率求k’， ln ( t ) k ' t 。 并计算反应的半衰期t1/2ln ( 0 )
五、注意事项
装样时，旋光管管盖旋至不漏液体即可， 不要用力过猛，以免压碎玻璃片。 在测定 时，通过加热使反应速度加快， 但加热温度不要超过60℃，加热过程要 防止水的挥发导致溶液浓度变化。 由于酸对仪器有腐蚀，操作时应特别注 意，避免酸液滴到仪器上。实验结束后 必须将旋光管洗净。 钠光灯点亮后，先接交流预热15分钟， 再切换到直流供电。直到测试结束再关 闭，中途不应随意开关，否则会降低钠
蔗糖水解速率常数的测定实验报告
4．配制蔗糖溶液前，应先将其经380K烘干。实验结束时，应将样品管洗净，防止酸腐蚀样品管盖。同时，应将锥形瓶洗干净再干燥，以免发生碳化。
四．数据记录与处理：
设反应初始时即t=0时，蔗糖的浓度为CA，O，当时间为t时，蔗糖的浓度为CA。则
（t=0，蔗糖尚未水解）(18-5)
（t=∞，蔗糖完全转化) (18-6)
(18-5)、（18-6）式中 和 分别为反应物与生成物的比例系数。
而当t=t时，
（18-7）
由（18-5）、（18-6）、（18-7）式可以解得：
4．本实验中如果不把剩余反应液在恒温槽中加热2小时，则可以在室温下放24小时后再测α∞，两种方法t不同，对测定速度常数k有无影响？通常说反应速度常数k要随温度而变化，采用2小时的方法测定α∞，是否会影响k的数值？
五、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？
答案： 准一级反应
二．实验原理：
蔗糖水解反应式为：
蔗糖葡萄糖果糖
H+是催化剂，如果无H+存在，反应速度极慢，此反应是二级反应。但由于反应时水是大量存在的，整个反应过程中水的浓度可近似为恒定，因此可视为准一级反应，反应速度方程如下：
（18-1）
式中CA为t时刻的蔗糖浓度， 为反应速度常数。
若令蔗糖起始浓度为CA.0，（18-1）式积分得：
0.848189117
22′23″
4.50
6.75
0.829303773
25′19″
4.15
大学物里化学实验思考题答案（2）
大学物理化学实验思考题答案实验一、过氧化氢催化分解反应速率常数的测定1、读取氧气体积时，量气管及水准瓶中水面处于同一水平面的作用何在？答：反应开始前量气管里水面所受的压力与水准瓶水面所受的压力是一样的，都是P。
反应开始后，由于氧气的产生，水面所受的压力增大而降低。
读取氧气体积时，使量气管及水准瓶中水面处于同一水平面，就是继续保持内外的压力相等，有利于准确读取在t时刻产生氧气的体积。
2、用ⅴ∞数据可以计算H2O2的初始浓度c0，如用KMnO4溶液滴定H2O2溶液，求得H2O2的初始浓度c0，再由c0计算ⅴ∞是否可以？答：可以；因为KMnO4溶液滴定H2O2溶液时，有以下关系式：2 MnO4－→5 H2O2→5 O2；当知道滴定KM nO4溶液的浓度和用掉的体积以及被滴定的H2O2溶液的体积，而先求得c0；接着就可根据关系式求得氧气的物质的量；又因为此时可以把氧气当作理想气体，最后就可以根据理想气体方程：PV=nRT，求得V（即ⅴ∞）。
3、H2O2和KI溶液的初始浓度对实验结果是否有影响？应根据什么条件选择它们？答：有影响；因为ⅴ∞与H2O2的初始浓度c0成正比，而k又与催化剂K I溶液的浓度成正比，所以说它们对实验结果是有影响的。
应根据量气管的量程大小和反应的快慢程度来选择它们。
实验二三组分体系等温相图的绘制1．本实验所用的滴定管（盛苯的）、锥形瓶、移液管等为什么必须干燥？答：由于本实验对数据要求比较精确，微小的误差就会对实验产生较大的误影响，会影响三组分体系相图的绘制。
因此，实验前将滴定管（盛苯的）、锥形瓶、移液管等干燥是为了减小实验误差，提高实验的准确度。
如果上述仪器不干燥，会使混合溶液中的水的体积增加，使得计算的水的质量小于水的实际质量，影响实验结果。
物理化学实验思考题及参考答案2
1、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和果糖，其反应为：由于水是大量存在的，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。
溶液的旋光度和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 。
在某一温度下测出反应体系不同反应时刻t 时的及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＝Dα，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-＝Dα，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αα∞，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和温度和催化剂的浓度有关，实验测定反应速率常数k，以(αα∞)对t作图，由所得直线的斜率求出反应速率常数k，和初始浓度无关，蔗糖的称取本不需要非常精确，用台称称量即可。
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。
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。
物化实验思考题答案二 蔗糖水解速率系数的测定
1、写出蔗糖水解的速率方程（浓度）形式，为什么可以这样写？由于水是大量存在的，尽管有部分水参与了反应，仍可近似的认为整个反应过程中水的浓度是恒定的；而且氢离子是催化剂，其浓度也保持不变。
所以，蔗糖水解反应可以看作一级反应,其速率方程式可写为：2、蔗糖水解过程中，浓度与旋光度有什么关系？为什么可以把旋光度代入速率方程？ 由于蔗糖的水解能进行到底，并且果糖的左旋远大于葡萄糖的右旋性，因此在反应进程中，随着蔗糖浓度的减小旋光度将逐渐从右旋变向左旋。
因为旋光度与反应物和产物浓度成正比，所以可以把旋光度带入速率方程。
3、测定反应结束后的旋光度有什么方法？比较优缺点。
通常有两种方法测定α∞，一是将反应液放置48小时以上，让其反应完全后测定α∞；一是将反应液在50-60oC 水浴加热半小时以上再冷却到实验温度测α∞。
前一种方法时间太长，而后一种方法容易产生副反应，使溶液颜色变黄。
4、写出Guggenheim 法处理本实验数据的过程。
把在t 和t+Δ测得的α分别用αt和αt+Δ表示，则有：()kt t e -∞∞-=-αααα0和()()∆+-∞∞∆+-=-t k t e αααα0以上两式相减有：()()∆--∞∆+--=-k kt t t e e 10αααα上式两边取对数可得到：()()()[]kt e k t t ---=-∆-∞∆+1ln ln 0αααα从（Ⅱ-8-15）可以看出，只要Δ保持不变，右端第一项为常数，从ln(αt-αt+)对t 作图所得直线的斜率即可求得k 。
5、写出自动旋光仪开机预热、零点校正的方法步骤。
1．仪器开机预热：打开旋光仪电源开关（power ），5分钟后再将光源开关(light)扳向直流电（DC ；向上），仪器预热20min （若光源开关扳上后，钠光灯熄灭，则再将光源开关上下重复扳动1到2次，使钠光灯在直流下点亮，为正常）。
2．仪器零点校正：将装满蒸馏水的旋光管置于样品室内，盖上盖箱，按“测量”，待数字稳定后，按“消零”键。
蔗糖水解反应速率常数的测定
蔗糖水解反应速率常数的测定一、实验目的（1） 根据物质的旋光性质研究蔗糖水解反应，测定蔗糖转化反应的速率常数和半衰期；（2） 了解该反应的反应物浓度与旋光度之间的关系； （3） 了解旋光仪的基本原理，掌握旋光仪的使用方法。
二、实验原理蔗糖在水中转化为葡萄糖和果糖，反应式如下：C 12H 22O 11+H 2O →C 6H 12O 6 + C 6H 12O 6 蔗糖 葡萄糖 果糖蔗糖水解速率极慢，在酸性介质中反应速率大大加快，故H +为催化剂。
由于反应时H 2O 是大量存在的，尽管有部分水参加反应 ，仍近似认为整个反应过程中水的浓度是恒定的，故蔗糖水解反应可近似为一级反应。
一级反应的速率方程可由下表示：kc dtdc=- （1）积分式为： 0c kt c ln ln +-= （2）当c=0.5c 0时，可用t 1/2表示，即为反应的半衰期：kt 221ln /= （3）从（2）式可看出在不同的时间测定反应物的相应浓度，并以ln c t 对t 作图得一直线，由直线斜率即可求出反应速率常数k 。
溶液的旋光度与溶液中所含旋光物质的种类、浓度、液层厚度、光源波长及反应时的温度等因素有关。
当其他条件固定时，旋光度α与反应物浓度c 呈线性关系： α = A c （4）式中A 与物质的旋光能力、溶液厚度、溶剂性质、光源波长、反应温度等有关系的常数。
蔗糖水解反应中，反应物与生成物都具有旋光性，旋光度与浓度成正比，且溶液的旋光度为各组成旋光度之和（有加和性）。
当反应进行到某一时刻，体系的旋光度进过零点，然后左旋角不断增加。
当蔗糖完全转化时，左旋角达到最大值α∞。
若以α0 ，αt ，α∞分别为反应时间0，t ，∞时溶液的旋光度，则有：)ln()ln(0t ∞∞-+-=-ααααkt （5）显然,以)ln(∞-a a t 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 。
如果测出两个不同温度时的k 值，利用Arrhenius 公式求出反应在该温度范围内的平均活化能。
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。
旋光度法测定蔗糖转化反应的速率常数和活化能(精)
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的,可以认为整个反应中水的浓度基本是恒定的。而H +是催化剂,其浓度也是固定的。所以,此反应为准一级反应。其动力学方程和半衰期公式为
,0ln
C kt C =蔗糖蔗糖
1/2
ln 2t k
=
,0,C C蔗糖蔗糖可通过旋光仪测反应体系旋光度α来求之。
αααα∞∞
−=−
0ln(ln(t kt ααα∞∞−=−+−α
以ln(t αα∞−对t作图为一直线,由该直线的斜率即可求得反应速率常数k。升高温度测得另一温度下的k ,代入下式
112(ln a 112
E T T k k RTT −=即可求出该反应的。
a E三、仪器与药品
1、仪器
旋光仪1台;恒温旋光管1只;超级恒温槽1套;台称1台;停表1块;烧杯(250mL1个;移液管(25mL2支;带塞三角瓶(150mL 2只。
2、药品
HCl溶液(4mol·dm-3;蔗糖(分析纯。
四、实验步骤
1、将恒温槽调节到(25.0±0.1℃恒温,然后在恒温旋光管中接上恒温水。
2、旋光仪零点校正
洗净恒温旋光管,将管子一端的盖子旋紧,向管内注入蒸馏水,把玻璃片盖好,使管内无气泡存在。再旋紧套盖,勿使漏水。用吸水纸擦净旋光管,再用擦镜纸将管两端的玻璃片擦净。放入旋光仪中盖上槽盖,打开光源,调节目镜使视野清晰,然后旋转检偏镜至观察到的三分视野暗度相等为止,记下检偏镜之旋转角α,重复操作三次,取其平均值,即为旋光仪的零点,用来校正仪器的系统误差。
00,t C =蔗糖,
,t t C x =−蔗糖,0 x x ,0t =∞
0C蔗糖,0C蔗糖,00
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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。
①.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。
①.按“测量”键,液晶显示屏应有数字显示。
①.清零 ①.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±0.1①。
①.溶液配制与恒温。
①.仪器零点校正。
①.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。
由于反应体系的旋光度会由右旋逐渐转变为左旋，蔗糖水解过程中旋光度是在不断减小。
8、加入蔗糖中的蒸馏水的量有无限制？为什么？
答案：有,不能加太多,因要移到25ml 容量瓶。
9、本实验需测哪些物理量？α∞是如何测得的？
答案：本实验需测不同时刻的αt 及α∞。
：将剩余混合液置于50-60①的水浴中加热30分钟，以加速水解反应，然后冷却至实验温度，测其旋光度，此值即可认为是
α∞。
10、氢离子浓度对反应速率常数测定是否有影响？
答案：有影响。
因 k 值与温度和催化剂的浓度有关。
11、实验中，为什么用蒸馏水来校正旋光仪的零点?
答案：主要是因为蔗糖溶液以蒸馏水作溶剂，这样就消除了溶剂时实验结果的影响。
故用纯蒸馏水作零点校正。
且蒸馏水没有旋光性，其旋光度为零。
12、实验结束后为什么必须将旋光管洗净？
答案：防止酸对旋光管的腐蚀。
13、记录反应开始的时间迟点或早点是否影响k 值的测定？
答案：不影响。
因 k 值与温度和催化剂的浓度有关，与时间无关。
14、在测定α∞时，通过加热使反应速度加快转化完全，加热温度能否超过60℃？为什么？
答案：α∞的测量过程中，剩余反应混合液加热温度不宜过高以50～55①为宜，否则有副反应发生，溶液变黄。
因为蔗糖是由葡萄糖的苷羟基与果糖的苷羟基之间缩合而成的二糖。
在H+离子催化下，除了苷键断裂进行转化外，由于高温还有脱水反应，这就会影响测量结果。
15、蔗糖水解反应速率常数和哪些因素有关？
答案：对指定的反应， 速率常数和反应温度、催化剂有关。
16、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零点校正对结果是否有影响？
答案：（1）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。
（2）若不进行零点校正，则各个时间所的的溶液的旋光度存在偏差，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，以ln()
t
αα
∞
-
对t作图，故若
不进行零点较正，只是α值不准确，但并不影响其差值，对k的结果无影响。
17、配置蔗糖和盐酸溶液浓度不够准确，对测量结果是否有影响？
答案：当蔗糖的浓度不准确时，对反应速率常数的测量结果无影响。
当HCl溶液浓度不准确时，对反应速率常数的测量结果有影响。
18、蔗糖水解实验中为什么不用浓硫酸和稀硝酸，而用盐酸？
答案：浓硫酸有脱水性（会使蔗糖脱水变成碳）和强氧化性，浓稀硝酸都有强氧化性，所以不能使用（蔗糖水解生成的葡萄糖和果糖具有还原性）。
19、为什么配蔗糖溶液可以用粗天平称量？
答案：本实验通过测at来求得k,k与反应物浓度无关，不同at对应于不同的浓度值，无须知道它的准确浓度，所以配置蔗糖溶液可以用粗天平称量。
20、旋紧旋光管的套盖时，用力过大会影响测量结果吗？
答案：会，若用力过大，易压碎玻璃盖片，或使玻璃片产生应力，影响旋光度。