旋光仪测旋光液体的浓度实验报告

实验19 旋光仪测旋光液体的浓度

林一仙

1实验目的

1） 观察光的偏振现象，加深对光偏振的认识； 2） 了解旋光仪的结构及测量原理；

3） 掌握旋光仪测定旋光液体浓度的方法。

2 实验仪器

WXG-4圆盘旋光仪、葡萄糖溶液样品试管

3 实验原理

3.1偏振光的获得与检测 1）偏振光的获得：使自然光通过偏振片就形成只有一个振动方向的线偏振光（平面偏振光）。

2）偏振光的检测：用偏振片观察偏振光时，转动偏振片，当偏振片的偏振化方向与偏振光的振动方向一致时可看到最大的光强度，当偏振片的偏振化方向与偏振光的振动方垂直时，光强度为零。用偏振片来观察自然光，转动偏振片观察时光强度保持不变。

3）物质的旋光性质：平面光通过旋物质时振动面相对入射光的振动面旋转了一定的角度，角度的大小（称旋光度）φ与偏振光通过旋光物质的路程l 成正比，对于旋光溶液，旋光度还与液体的浓度C 成正比。

()()对于旋光溶液对于旋光晶体lC ，l αϕαϕ==

其中а为旋光率。

3.2 旋光溶液旋光率及浓度的测定方法

①用旋光仪测量一组不同浓度（浓度已知）的葡萄糖溶液的旋光度φ，用作图法处理数据，并求得旋光率а，l

k

=α

②用旋光仪测量未知浓度的旋光度x ϕ，可求得浓度l C x

x αϕ=；也可利用

旋光关系曲线直接确定对应的浓度。

4 旋光仪的结构

4.1光学原理

从图1旋光仪的光路图可以看出，钠光灯射出的光线通过毛玻璃后，经聚光透镜成平行光，再经滤色镜变成波长为m 7

10893.5-⨯的单色光。这单色光通过起偏镜后成为平面偏振光，中间部分的偏振光再通过竖条状旋光晶片，其振动面相对两旁部分转过一个小角度，形成三分视场。

仪器出厂时把三分场均匀暗作为零度视场并调在度盘零度位置，三分场均匀暗的形成原理如图2所示。

图1 旋光仪的光路图

图2三分场均匀暗视场的形成原理

4.2 度盘双游标读数

①读取左右两游标的读数并求平均得：2

B

A +=

θ ②0θθϕ-=（注意：如果0θ为170多度时，那么θ读数应当加上180度）。 4.3 使用方法

①打开电源后，旋转目镜调焦旋钮使视场清晰。 ②调到三分场均匀暗时读0θ

③将待测试管放入样品镜筒内，调到三分场均匀暗，读双游标读数θ，经修正后的值即为待测样品的旋光度。

注意：取试管时请用双手，免得打破试管。

5 数据处理

表1 不同浓度的旋光度

调零 A B （A+B ）/2 E 1 A B （A+B ）/2 E 2 A B （A+B ）/2 E 3

A B （A+B ）/2

178.95 179.00 178.98 3.95 4.00 3.98 8.85 8.95 8.90 12.55 12.60 12.58 178.90 178.95 178.92 4.40 4.45 4.42 8.60 8.70 8.65 12.25 12.30 12.28 179.05 179.15 179.10 4.40 4.45 4.42 9.10 9.20 9.15 12.70 12.75 12.72 179.10 179.15 179.12 3.85 3.95 3.90 9.00 9.05 9.02 12.15 12.20 12.18 179.00 179.05 179.02 3.70 3.80 3.75 8.65 8.70 8.68 12.35 12.40 12.38 179.00 179.05 179.02 3.90 3.95 3.92 9.05 9.10 9.08 12.55 12.65 12.60 179.03 s=0.0745

4.06 s=0.285 8.91 s=0.21 12.46 s=0.21

E 4

A B （A+B ）/2 E 5

A B （A+B ）/2 E X

A B （A+B ）/2 17.90 17.95 17.92 22.70 22.80 22.75 9.55 9.60 9.58 18.40 18.50 18.45 22.25 22.30 22.28 9.25 9.35 9.30 18.30 18.35 18.32 22.95 23.00 22.98 9.65 9.75 9.70 18.30 18.40 18.35 22.75 22.80 22.78 9.40 9.50 9.45 18.50 18.60 18.55 23.25 23.35 23.30 9.50 9.60 9.55 18.15 18.25 18.20 23.00 23.10 23.05 9.70 9.75 9.72 18.30 s=0.22

22.86 s=0.35

9.55 s=0.16

以上数据经查均无坏值

①用作图法处理数据

从图3取两点代入公式求旋光率：

()()()()

%

1.10045.00105.030.181.0239.3825.023*******.41010

8.117.500.60.24222

2

2

2

2224=+=⎪

⎪⎭

⎫

⎝⎛⨯+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎪⎪⎭

⎫

⎝⎛∆∆+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∆=+==⨯=⨯⨯--=--==

∆∆⋅⋅-ϕϕϕαϕϕαm mc C K m

kg l B A B A C E E E E l C C l k 度

22

1005.010

63.4%1.1⨯=⨯⨯=⨯=αααE u