实验46+用旋光仪测定糖溶液的浓度
旋光性溶液浓度实验报告
一、实验目的1. 了解旋光现象的基本原理，观察旋光物质的旋光性质。
2. 掌握圆盘旋光仪的使用方法，通过旋光仪测定旋光性溶液的旋光率和浓度。
3. 分析实验数据，探讨旋光率与溶液浓度之间的关系。
二、实验原理旋光现象是指当平面偏振光通过某些物质的溶液后，其振动面将旋转一定的角度。
这种现象称为旋光现象，旋转的角度称为旋光度。
旋光度与旋光物质的浓度、溶液的厚度和入射光的波长有关。
对于有机物质的溶液，旋光度Q与溶液的浓度c和光程l成正比，即Q = αcl，其中α为旋光率。
三、实验仪器与试剂1. 仪器：WXG-4型圆盘旋光仪、标准旋光管、待测旋光管、恒温水浴、滴定管、移液管、量筒等。
2. 试剂：葡萄糖标准溶液、未知浓度葡萄糖溶液、蒸馏水等。
四、实验步骤1. 将标准旋光管和待测旋光管分别清洗干净，并用蒸馏水冲洗干净。
2. 在标准旋光管中加入已知浓度的葡萄糖标准溶液，使其充满旋光管。
3. 将旋光管放入恒温水浴中，调节温度至20℃，待溶液稳定后，记录旋光仪的读数。
4. 重复步骤3，连续读取3次，求平均值作为标准溶液的旋光度。
5. 将待测旋光管中加入未知浓度的葡萄糖溶液，使其充满旋光管。
6. 将待测旋光管放入恒温水浴中，调节温度至20℃，待溶液稳定后，记录旋光仪的读数。
7. 重复步骤6，连续读取3次，求平均值作为待测溶液的旋光度。
8. 根据标准溶液的旋光率和待测溶液的旋光度，计算待测溶液的浓度。
五、实验数据与分析1. 标准溶液的旋光度：α = 52.3°2. 待测溶液的旋光度：α' = 40.1°3. 待测溶液的浓度：c = (α'/α) × c' = (40.1°/52.3°) × 10 g/ml = 7.6 g/ml六、实验结论本实验通过旋光仪测定了旋光性溶液的旋光率和浓度，验证了旋光度与溶液浓度之间的关系。
实验结果表明，旋光率与溶液浓度成正比，即Q = αcl。
旋光仪测旋光液体的浓度实验报告
旋光仪测旋光液体的浓度实验报告一、实验目的1、掌握旋光仪的使用方法。
2、学会用旋光仪测量旋光液体的浓度。
二、实验原理当一束平面偏振光通过某些物质时，其振动方向会发生旋转，这种现象称为旋光现象。
能使偏振光的振动面旋转的物质称为旋光性物质。
旋光性物质的旋光能力用旋光度来表示。
旋光度与溶液中旋光性物质的浓度、液柱长度、温度以及光的波长等因素有关。
对于给定的旋光性物质，在一定温度和波长下，其旋光度与溶液浓度成正比。
即：＼＼alpha ＝＼alpha^＼prime c l＼其中，＼（＼alpha\）为旋光度，＼（＼alpha^＼prime\）为比旋光度（与物质的性质、温度和光的波长有关），＼（c\）为溶液的浓度，＼（l\）为液柱长度。
通过测量旋光度，可以计算出溶液的浓度。
三、实验仪器与试剂1、仪器旋光仪容量瓶（＼（50ml\）、＼（100ml\））移液管（＼（5ml\）、＼（10ml\））分析天平烧杯玻璃棒2、试剂已知比旋光度的旋光性溶液蒸馏水四、实验步骤1、仪器准备接通旋光仪电源，预热约\（10\）分钟，使仪器达到稳定状态。
用蒸馏水清洗旋光管，确保管内无杂质。
2、溶液配制准确称取一定量的旋光性物质，用蒸馏水溶解并配制成不同浓度的溶液。
例如，配制浓度分别为\（c_1\）、＼（c_2\）、＼（c_3\）等的溶液。
3、装样用移液管吸取适量的溶液注入旋光管，注意不要产生气泡。
将旋光管两端的盖子盖紧。
4、测量将旋光管放入旋光仪的样品室，调节目镜使视场清晰。
旋转检偏镜，找到三分视野明暗相等的位置，读取此时的角度值，即为该溶液的旋光度。
重复测量三次，取平均值。
5、数据记录与处理记录每次测量的旋光度和对应的溶液浓度。
根据实验原理中的公式，计算出比旋光度。
五、实验数据记录｜溶液浓度（＼（g/ml\））｜旋光度（°）｜测量次数|平均值（°）｜｜｜｜｜｜｜c1|α11|1|＿____|｜｜α12|2| ｜｜｜α13|3| ｜｜c2|α21|1|＿____|｜｜α22|2| ｜｜｜α23|3| ｜｜c3|α31|1|＿____|｜｜α32|2| ｜｜｜α33|3| ｜六、数据处理与结果分析1、计算各浓度溶液旋光度的平均值。
用旋光法测定糖溶液的浓度[资料]
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用旋光法测定糖溶液的浓度一、简介许多物质如石英晶体、氯酸钠、糖溶液、松节油等都有旋光性。
利用旋光性测定糖溶液浓度的仪器称为旋光糖量计。
除了在制糖工业中广泛应用外，在制药工业、药品检测及商品检测部门中也常用来测定一些药物和商品(如可卡因、尼古丁、樟脑等)的浓度。
本实验主要是学习理解偏振光的产生和检测方法；观察旋光现象，了解旋光物质的旋光性质；测定糖溶液的旋光率和浓度的关系；熟悉旋光仪的原理和使用方法并学习自己组装旋光仪。
二、实验原理线偏振光通过某些物质的溶液后，偏振光的振动面将旋转一定的角度，这种现象称为旋光现象，旋转的角度称为该物质的旋光度。
通常用旋光仪来测量物质的旋光度。
溶液的旋光度与溶液中所含旋光物质的旋光能力、溶液的性质、溶液浓度、样品管长度、温度及光的波长等有关。
当其它条件均固定时，旋光度θ与溶液浓度C 呈线性关系，即C βθ= (1)上式中，比例常数β与物质旋光能力、溶剂性质、样品管长度、温度及光的波长等有关，C 为溶液的浓度。
物质的旋光能力用比旋光度即旋光率来度量，旋光率用下式表示：[]Cl t ⋅=θαλ(2)上式中，[]tλα右上角的t 表示实验时温度(单位：o C), λ是指旋光仪采用的单色光源的波长(单位：nm)，θ为测得的旋光度( o)，l 为样品管的长度（单位：dm ），C 为溶液浓度（单位：g/100mL ）。
由(2)式可知：①偏振光的振动面是随着光在旋光物质中向前进行而逐渐旋转的，因而振动面转过角度θ透过的长度l 成正比；②振动面转过的角度θ不仅与透过的长度l 成正比，而且还与溶液浓度C 成正比。
如果已知待测物质浓度C和液柱长度l，只要测出旋光度θ就可以计算出旋光率。
如果已知液柱长度l为固定值，可依次改变溶液的浓度C，就可测得相应旋光度θ。
并作旋光度θ与浓度的关系直线，从直线斜率、长度l及溶液浓度C，可计算出该物质的旋光率；同样，也可以测量旋光性溶液的旋光度θ，确定溶液的浓度C。
旋光法测溶液浓度
用旋光法测定糖溶液得浓度一、简介许多物质如石英晶体、氯酸钠、糖溶液、松节油等都有旋光性。
利用旋光性测定糖溶液浓度得仪器称为旋光糖量计。
除了在制糖工业中广泛应用外,在制药工业、药品检测及商品检测部门中也常用来测定一些药物与商品(如可卡因、尼古丁、樟脑等)得浓度、本实验主要就是学习理解偏振光得产生与检测方法;观察旋光现象,了解旋光物质得旋光性质;测定糖溶液得旋光率与浓度得关系;熟悉旋光仪得原理与使用方法并学习自己组装旋光仪、二、实验原理线偏振光通过某些物质得溶液后,偏振光得振动面将旋转一定得角度,这种现象称为旋光现象,旋转得角度称为该物质得旋光度。
通常用旋光仪来测量物质得旋光度。
溶液得旋光度与溶液中所含旋光物质得旋光能力、溶液得性质、溶液浓度、样品管长度、温度及光得波长等有关。
当其它条件均固定时,旋光度与溶液浓度C呈线性关系,即(1)上式中,比例常数与物质旋光能力、溶剂性质、样品管长度、温度及光得波长等有关,Ｃ为溶液得浓度。
物质得旋光能力用比旋光度即旋光率来度量,旋光率用下式表示:(２)上式中,右上角得表示实验时温度(单位:oＣ), 就是指旋光仪采用得单色光源得波长(单位:nｍ),为测得得旋光度( o ),为样品管得长度(单位:ｄｍ),C为溶液浓度(单位:g/1０0mＬ)。
由(２)式可知:①偏振光得振动面就是随着光在旋光物质中向前进行而逐渐旋转得,因而振动面转过角度透过得长度成正比;②振动面转过得角度不仅与透过得长度成正比,而且还与溶液浓度C成正比、如果已知待测物质浓度C与液柱长度,只要测出旋光度就可以计算出旋光率。
如果已知液柱长度为固定值,可依次改变溶液得浓度C,就可测得相应旋光度。
并作旋光度与浓度得关系直线,从直线斜率、长度及溶液浓度Ｃ,可计算出该物质得旋光率;同样,也可以测量旋光性溶液得旋光度,确定溶液得浓度C。
旋光性物质还有右旋与左旋之分。
当面对光射来方向观察,如果振动面按顺时针方向旋转,则称右旋物质;如果振动面向逆时针方向旋转,称左旋物质。
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，lk=α②用旋光仪测量未知浓度的旋光度x ϕ，可求得浓度l C xx 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 710893.5-⨯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：2BA +=θ ②0θθϕ-=（注意：如果0θ为170多度时，那么θ读数应当加上180度）。
用旋光仪测量旋光性溶液的浓度
用旋光仪测量旋光性溶液的浓度一、测量原理光是由电磁波组成的。
光线在通过某些物质时，在电磁波中的电矢量振动方向会偏离原来的方向，也就是说光线经过某些物质后，它的偏振方向发生了改变，这就是光学旋光现象。
旋光现象有两种，分别是左旋光和右旋光。
当物质出现了这种旋光现象后，这种物质就叫做旋光物质。
旋光物质的旋度不仅与其浓度有关，还与温度、波长、压力等因素有关。
为测量旋光物质的旋度，通常使用旋光仪。
旋光仪能够测量光线在经过物质后的偏振角度，进而测量出物质的旋光度数。
旋光仪的测量原理是利用偏振光通过旋光样品时发生的偏振旋转现象，通过旋光样品的旋光角来判断样品的旋光性质、浓度等。
二、测试步骤1. 首先要将旋光仪安装在一张平稳的工作台上，并确保旋光仪具备稳定的电源供应。
2. 将旋光仪的样品架调节到零点位置，并打开荧光灯，然后等待一段时间，直到荧光灯的亮度稳定。
3. 将旋光管取出，并打开旋光仪的前盖，将旋光管装入旋光仪的样品架口中。
装入旋光管时，应注意将旋光管的光轴与样品架的光轴重合，以防止光引起偏移。
4. 打开旋光管，调节旋转角度，观察是否有光线通过旋光管并通过凸透镜，桶，旋光计，棱镜等部件反射到观察筒内。
如果有，说明旋光仪符合操作，可以进行下一步操作;否则，需要检查旋光管和旋光仪的光路是否正常。
5. 打开旋光仪的功率开关，调节旋光仪的读数稳定，并读取旋光管的旋光度数并记录下该值。
6. 如果需要测量多个旋光管，则将前一个旋光管取出，打开旋光仪的样品架，将新的旋光管装入样品架，然后关上样品架并调节旋转角度，进行相同的操作流程。
三、注意事项1. 在放置旋光管时，必须是沿着视线方向放置的，不能倾斜，以免影响测量结果。
2. 在测量旋光度数时，旋光仪的读数应该稳定，具有重复性。
如果读数不稳定，则需要检查旋光管和旋光仪的光路是否正常，是否受到其他因素的干扰。
3. 在使用旋光管时，应注意旋光管的使用寿命。
如果旋光管的使用寿命到了，就需要更换旋光管。
旋光仪测浓度实验报告
旋光仪测浓度实验报告旋光仪测浓度实验报告摘要：本实验旨在利用旋光仪测量溶液中的物质浓度。
通过测量溶液的旋光角度，结合已知的旋光度和摩尔旋光度，可以计算出溶液中物质的浓度。
实验结果表明，旋光仪是一种有效且精确的测量浓度的工具。
引言：旋光现象是光在某些物质中传播时发生的一种特殊现象。
光线在通过旋光物质时，会发生偏转，这种偏转被称为旋光。
旋光角度与旋光物质的浓度有关，因此可以通过测量旋光角度来确定溶液中物质的浓度。
旋光仪作为一种测量旋光角度的仪器，被广泛应用于化学、生物、医药等领域。
实验方法：1. 准备实验所需的旋光仪、溶液和试管。
2. 将溶液倒入试管中，确保试管中的溶液充满。
3. 将试管放入旋光仪中，调整仪器使其对准试管中的溶液。
4. 通过旋转仪器上的旋钮，观察并记录旋光仪的读数。
5. 重复上述步骤3和4，以获得更加准确的测量结果。
实验结果与分析：在本实验中，我们选择了蔗糖溶液作为样品，利用旋光仪测量了不同浓度下的旋光角度。
通过测量，我们得到了以下数据：浓度（mol/L）旋光角度（度）0.1 2.50.2 5.10.3 7.80.4 10.30.5 12.6根据实验数据，我们可以绘制出浓度与旋光角度之间的关系曲线。
通过拟合曲线，我们可以得到旋光度和摩尔旋光度的数值。
根据已知的旋光度和摩尔旋光度，我们可以计算出溶液中蔗糖的浓度。
实验结论：通过本实验，我们成功地利用旋光仪测量了蔗糖溶液的浓度。
实验结果表明，旋光仪是一种有效且精确的测量浓度的工具。
通过测量旋光角度，我们可以确定溶液中物质的浓度。
在实际应用中，旋光仪可以广泛应用于化学、生物、医药等领域，用于测量各种溶液中物质的浓度。
实验的局限性：在本实验中，我们只选取了蔗糖溶液作为样品进行测量。
实际上，不同物质的旋光度和摩尔旋光度是不同的，因此在实际应用中需要根据具体物质的特性进行测量和计算。
此外，实验中的测量误差也可能会影响最终的结果，因此在实际应用中需要注意仪器的精度和测量方法的准确性。
旋光性溶液浓度的测量实验报告
旋光性溶液浓度的测量实验报告实验目的，通过测量旋光仪的旋光度，探究旋光性溶液浓度与旋光度的关系，从而建立旋光性溶液浓度与旋光度的定量关系。
实验仪器与试剂，旋光仪、旋光性溶液、蒸馏水、移液器、比色皿、玻璃棒。
实验原理，旋光性溶液是指溶液中存在旋光现象的溶液，其旋光度与溶液中旋光性物质的浓度成正比。
旋光度是指溶液在旋光仪中测得的旋转光线的角度。
实验步骤：1. 将旋光仪放在水平台上，打开仪器电源，待仪器预热稳定后进行校准。
2. 取一定量的旋光性溶液，用移液器转移到比色皿中。
3. 在另一比色皿中取同样体积的蒸馏水作为空白对照。
4. 将两个比色皿放在旋光仪上，调整仪器使两个比色皿中的液面与光线平行。
5. 记录两个比色皿的旋光度，并计算旋光性溶液的旋光度。
6. 重复以上步骤，取不同浓度的旋光性溶液进行测量。
实验数据处理：1. 绘制旋光性溶液浓度与旋光度的标准曲线。
2. 通过标准曲线，可以计算出未知浓度旋光性溶液的浓度。
实验结果与分析：通过实验数据处理，得到了旋光性溶液浓度与旋光度的标准曲线，该曲线表明了旋光性溶液浓度与旋光度之间的定量关系。
实验结果表明，旋光度随着溶液浓度的增加而增加，呈现出一定的线性关系。
通过标准曲线，我们可以准确地计算出未知浓度旋光性溶液的浓度，为进一步研究旋光性溶液提供了重要的参考数据。
实验结论：本实验通过测量旋光性溶液的旋光度，建立了旋光性溶液浓度与旋光度的定量关系，得到了旋光性溶液浓度与旋光度的标准曲线。
实验结果表明，旋光度与溶液浓度呈线性关系。
通过标准曲线，可以准确地计算出未知浓度旋光性溶液的浓度。
这为进一步研究旋光性溶液的性质和应用提供了重要的参考数据。
实验中存在的不确定因素和改进方案：在实验过程中，可能存在操作不当、仪器误差等因素。
为了减小这些不确定因素的影响，可以加强操作规范，提高实验技能，同时定期校准仪器，保证实验数据的准确性和可靠性。
实验的局限性和展望：本实验建立了旋光性溶液浓度与旋光度的定量关系，但仅限于特定条件下的实验结果。
旋光仪测定溶液的浓度及旋光度
实验二 旋光仪测定溶液的浓度及旋光度【实验目的】1、 加深对旋光现象的理解，观察线偏振光通过旋光物质的旋光现象。
2、 掌握旋光仪的构造原理和使用方法。
3、 测定糖溶液的比旋光率及其浓度。
【实验仪器】4、 1、WXG-4小型旋光仪5、 2、烧杯 3、蔗糖 4、葡萄糖 5、蒸馏水6、物理天平7、玻璃棒8、温度计 等。
【实验原理】光是电磁波，它的电场和磁场矢量互相垂直，且又垂直于光的传播方向。
通常用电矢量代表光矢量，并将光矢量与光的传播方向所构成的平面称为振动面。
在传播方向垂直的平面内，光矢量可能有各种各样的振动状态，被称为光的偏振态。
若光的矢量方向是任意的，且各方向上光矢量大小的时间平均值是相等的，这种光称为自然光。
若光矢量可以采取任何方向，但不同的方向其振幅不同，某一方向振动的振幅最强，而与该方向垂直的方向振动最弱，则称为部分偏振光。
若光矢量的方向始终不变，只是其振幅随位相改变，光矢量的末端轨迹是一条直线，则称为线偏振光。
当线偏振光通过某些透明物质（例如糖溶液）后，偏振光的振动面将以光的传播方向为轴线旋转一定角度，这种现象称为旋光现象。
旋转的角度φ称为旋光度。
能使其振动面旋转的物质称为旋光性物质。
旋光性物质不仅限于像糖溶液、松节油等液体，还包括石英、朱砂等具有旋光性质的固体。
不同的旋光性物质可使偏振光的振动面向不同方向旋转。
若面对光源，使振动面顺时针旋转的物质称为右旋物质；使振动面逆时针旋转的物质称为左旋物质。
实验证明，对某一旋光溶液，当入射光的波长给定时，旋光度φ与偏振光通过溶液的长度l 和溶液的浓度c 成正比，即cl φα= （1） 式中旋光度φ的单位为“度”，偏振光通过溶液的长度l 的单位为dm ，溶液浓度的单位为1-⋅ml g 。
α为该物质的比旋光率，它在数值上等于偏振光通过单位长度(m)单位浓度(1-⋅ml g )的溶液后引起的振动面的旋转角度。
其单位为度·ml ·dm-1·g-1由于测量时的温度及所用波长对物质的比旋光率都有影响，因而应当标明测量比旋光率时所用波长及测量时的温度。
实验十二-用旋光计测量糖溶液的浓度
用旋光计测定糖溶液的浓度一、[仪器与用具]旋光计，玻璃管，蔗糖溶液，钠灯。
二、[实验原理]平面偏振光在某些晶体内沿其光轴方向传播时，虽然没有发生双折射，却发现透射光的振动面相对于原入射光的振动面旋转了一个角度。
晶体的这种性质称为旋光性。
后来从实验发现，某些液体也具有旋光性。
如果迎着光的传播方向看，旋光性物质使振动面沿顺时针方向旋转，称为右旋物质；使振动面沿逆时针方向旋转，称为左旋物质。
实验表明，振动面旋转的角度ϕ与其所通过旋光性物质的厚度成正比。
若为溶液，则又正比于溶液的质量浓度c ，此外，旋转角还与入射光波长及溶液温度等有关。
对溶液来说，振动面的旋转角lc ρϕ= （3-13-10）式中l 是以分米(dm)为单位的液柱长；c 为溶液的质量浓度，代表每立方厘米溶液中所含溶质的质量(质量以克为单位)；ρ为比例系数，称为物质的旋光率，旋光率的定义是平面偏振光通过1dm 长的液柱，在1cm 3溶液中含有1g 旋光物质时所产生的旋转角。
纯洁蔗糖在20℃时，对于钠黄光，经多次测定确认g /dm cm 50.663⋅= ρ。
因此，若测出糖溶液的旋转角ϕ和液柱长l ，即可按式(3-13-10)算出蔗糖溶液的质量浓度c 。
专门用于测量糖溶液浓度的旋光计，称为糖量计。
旋光计的结构如图3—13—8所示。
S 为光源(钠灯)；F 为聚光镜(固定)；N 1为起偏器(尼科耳棱镜)；N 2为检偏器(尼科耳棱镜)，N 2可以旋转，旋转的角度从N 2所附的刻度盘R 上读出；D 为半荫片(一半是玻璃，一半是石英半波片；或两旁为玻璃，中间为石英半波片如图3—13—9所示)，H 为盛放溶液的管子；T 为短焦距望远镜。
由光源发出的单色光经N 1后成为平面偏振光，其偏振面与N l 的主截面平行(参看图图3—13—9 图3—13—83—13—10)，平面偏振光通过半荫片D 的玻璃部分后，透射光的偏振面不变，设其振动方向为OA 1，而通过石英半波片那一部分光的振动面却转过了一角度，设其振动方向为OA 2。
用旋光测糖溶液的浓度
4.12用旋光测糖溶液的浓度通过旋光度的测定可检查旋光性物质的纯度和含量，还可测定旋光性物质的反应速率常数，即研究旋光性物质的反应机理等。
当这种平面偏振光通过旋光物质的溶液时，光的偏振面会向右旋转一定的角度，则该物质有右旋光性。
同样道理，向左旋转的称为左旋光性。
光线从光源经过起偏镜，再经过盛有旋光性物质的旋光管时，因物质的旋光性致使偏振光不能通过第二个棱镜，必须转动（检偏镜），并带动标尺盘转动，由标尺盘读出转动的角度即为所测物质在此浓度时的旋光度，一种旋光物质的旋光度与该旋光物质浓度及偏振光通过待测液路径长度的乘积成正比。
因此，在旋光检测仪中可以根据旋光度的大小来测定某物质溶液的浓度。
【实验目的】1. 观察光的偏振现象和偏振光通过旋光物质后的旋光现象；2. 了解旋光仪的结构原理；3. 学习测定旋光性溶液的旋光率和浓度的方法；4. 掌握用图解法处理数据.【实验仪器】WXG-4型圆盘旋光仪（如图4-12-1），盛未知浓度的葡萄糖溶液玻璃管数根。
图4-12-1WXG-4型旋光仪【实验仪器介绍】用WXG -4型旋光仪来测量旋光性溶液的旋光角，其结构如图4-12-2所示.为了准确地测定旋光角 ，仪器的读数装置采用双游标读数，以消除度盘的偏心差.度盘等分360格，分度值α=1°，角游标的分度数n=20，因此，角游标的分度值i =1/20=0．05º，与20分游标卡尺的读数方法相似。
度盘和检偏镜联结成一体，利用度盘转动手轮作粗(小轮)、细(大轮)调节.游标窗前装有供读游标用的放图4-12-2 WXG -4型旋光仪结构图图4-12-3 仪器还在视场调节大镜.仪器还在视场中采用了半荫法比较两束光的亮度，其原理是在起偏镜后面加一块石英晶体片，石英片和起偏镜的中部在视场中重叠，如图4-12-3所示，将视场分为三部分.并在石英片旁边装上一定厚度的玻璃片，以补偿由于石英片的吸收而发生的光亮度变化，石英片的光轴平行于自身表面并与起偏镜的偏振化方向夹一小角θ (称影荫角).由光源发出的光经过起偏镜后变成偏振光，其中一部分再经过石英片，石英是各向异性晶体，光线通过它将发生双折射.可以证明，厚度适当的石英片会使穿过它的偏振光的振动面转过2θ角，这样进入测试管的光是振动面间的夹角为2θ的两束偏振光.在图4-12-4中, OP 表示通过起偏镜后的光矢量，而OP´则表示通过起偏镜与石英片后的偏振光的光矢量，OA 表示检偏镜的偏振化方向，OP 和OP´与OA 的夹角分别为β和β'，OP 和OP´在OA 轴上的分量分别为OP A 和OP´A 。
旋光仪测定糖溶液的浓度
1．将仪器接交流电源，开启电源开关，约5分钟后钠光灯发光正常，才可开始工作。
2．选择长度适宜的装液试管，注满试液．装上橡皮圈．直至不漏为止。螺帽不宜旋得太紧，以免护片玻璃发生变形，影响读数准确性。然后将试管两头残余溶液擦干，以免影响观察清晰度及测定精度。
3．装溶液时试管内不可留有气泡，如发现气泡应使之进入试管的凸出部分，以免影响测量结果。
一、比较法
已知同种未知浓度的溶液，只要测定该溶液在厚度为L2时的旋光角就可计算出未知浓度。
得
如果两溶液厚度相同，则
二、间接测定法
对于已知旋光率 的某种旋光性溶液，测出溶液厚度为L时的旋光角φ，就可由式(9—1)计算出浓度C。
测定物质旋光角的仪器叫旋光仪。旋光仪外形如图9—1。其工作原理如图9—2所示。
转动检偏器，找出零度视场的新位置，从左、右度盘上分别读出该溶液对应的刻度值θL1和θR1，求得θ1值。重复3次，并记下相应的数值，求得平均值，作为所测角度。根据 求得旋转角度φ1。由已知浓度C1和L1，根据公式(9—1)，可计算出糖溶液的旋光率 。
3．测定糖溶液的未知浓度
(1)将盛有未知浓度C2的糖溶液的玻璃管放入旋光仪中，按上述步骤进行测量，最后求得旋转角度φ2．根据实验所得的 和已知的L2值，由公式(9—1)计算出C2值。
在上式中 为旋光率，C为100毫升溶液中含有溶质的克数，L为溶液厚度，以分米为单位。旋光率随不同的溶液而异，对于同一种溶液来说，它是随波长而异的常数，实验室的旋光仪常以钠光作光源，故波长已定。而温度的改变，对旋光率稍有影响，就大多数物质来讲，当温度升高摄氏1度时，旋光率约减小千分之几。
通过对旋光角的测定，可检验溶液的浓度、纯度和溶质的含量，因此旋光测定法在药物分析、医学化验和工业生产及科研等领域内有着广泛地应用。在医、药学中常用的分析方法有比较法和间接测定法。
用旋光仪测溶液的浓度 - 南京信息工程大学
用旋光仪测溶液的浓度
编制：陈玉林
南京信息工程大学物理实验中心
Physics Experiment Centre
用旋光仪测溶液的浓度 1811年法国物理学家阿喇果（Arago）首 先观察到旋光性的现象。他发现一束线偏振光 沿石英轴传播时，它的振动面连续地转动。能 使振动面旋转的物质称为旋光物质。旋光物质 分为右旋和左旋两种：面向光源方向看去，振 动面顺时针旋转称为右旋；逆时针旋转称为左 旋。如葡萄糖为右旋，果糖为左旋。
用旋光仪测溶液的浓度
一. 物质的旋光性
实 验 原 理
使线偏振光的振动面发生旋转
λ 旋光物质 d Q
旋转的角度： ∆Q = α ⋅ d
α — 旋光率
d — 介质厚度
Physics Experiment Centre
用旋光仪测溶液的浓度 对于溶液，偏振面旋转的角度不仅与通过 溶液的厚度成正比，还与溶液的浓度成正比：
Physics Experiment CentreLeabharlann ∆Q = [a]tλ0 cd
借助于旋光仪，可直接测量旋光度△Q，若 已知溶液浓度，则比旋光度等于：
∆Q [a ] = cd
t λ0
若已知比旋光度 [ a ]
Physics Experiment Centre
∆Q c= t [a ]λ0 d
t λ0
，则溶液的浓度为：
用旋光仪测溶液的浓度
本实验先用已知浓度的葡萄糖溶液测出 其比旋光度，再用刚才所测的比旋光度反过 来测量未知浓度的葡萄糖溶液。 用测定旋光度确定旋光物质的溶液浓度 的方法称为旋光测定或称量糖术，量糖术在 制糖、生化、医药等部门广泛地应用。 “量糖计”
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旋光物质溶液浓度测量
山东理工大学物理实验报告实验名称：旋光物质溶液浓度测量仪器与用具：旋光仪、标准葡萄糖溶液、待测葡萄糖溶液实验目的：(1) 加深对偏振光的使用。
(2) 掌握旋光仪的结构原理，学会用旋光仪测定旋光物质的浓度。
实验报告内容（原理预习、操作步骤、数据处理、误差分析、思考题解答） 【实验原理】线偏振光通过旋光性物质后，其振动面发生偏转。
振动面旋转的角度φ与光所透过的晶体厚度成正比；若为溶液，则正比于液柱的长度和溶液的浓度。
此外，旋转角还与入射光波长及溶液的温度有关。
如果当光的波长和溶液的温度一定时，偏振光透过溶液后，其振动面旋转的角度φ为[]Cl tλαϕ=式中C 为溶液的浓度，通常用100ml 溶液中含溶质的克数为单位；l 是光所透过的溶液的厚度，以dm 为单位；[]tλα则是溶液对波长λ的光在温度t 时的旋光率，在数值上等于通过单位厚度、单位浓度的溶液所产生的旋转角。
【操作步骤】(1) 接通电源，点亮钠光灯。
(2) 测定旋光仪的零点。
调节物目镜组，使之三分视场分界线清晰，然后转动检偏器，在暗视场条件下使三个区域亮度相同，记录左右刻盘上的读数于数据表中，重复3次，求其平均值，作为旋光仪的零点位置θ0。
(3) 放入装有已知浓度的葡萄糖溶液的试管，重新调节物目镜组，使三分视场分界线清晰，然后转动检偏器，使三分域亮度再次相同，记录刻度盘读数θ1于数据表中，重复测量3次，取平均值。
由θ1-θ0即得线偏振光振动面的旋转角φ1，已知试管长度l =10cm ，求出溶液的旋光率[]t λα。
(4) 把未知浓度的葡萄糖溶液的试管置于镜筒盒内，用同样的方法测定旋转角θ2，将数据记录于数据表中，重复3次，取平均值。
用已测旋光率，计算未知溶液含糖的百分率。
【数据处理】（1）已知短试管长度l 1=1dm ，溶液浓度为0050，根据测量数据求出溶液的旋光率[]t λα。
（2）已知长试管长度l 2=2dm ，根据测量数据求出溶液的浓度。
用旋光仪测溶液的旋光率和浓度
用旋光仪测旋光性溶液的旋光率和浓度【实验目的】1．观察线偏振光通过旋光物质的旋光现象2．了解旋光仪的结构原理3．学习用旋光仪测旋光性溶液的旋光率和浓度【实验原理】线偏振光通过某些物质后，偏振光的振动面将旋转一定的角度ϕ，这种现象称为旋光现象。
旋转的角度ϕ称为旋转角或旋光度，能够使线偏振光振动面发生旋转的物质，称为旋光物质。
面向光源，如果旋光物质使偏振光的振动面沿逆时针方向旋转，称为左旋物质。
反之，若使偏振光的振动面沿顺时针方向旋转，称为右旋物质。
实验表明振动面旋转的角度ϕ与其所通过旋光物质的厚度成正比。
1．对固体，旋光度ϕ为：ϕ=αL （1）式中L为旋光物质通光方向的厚度，单位为mm；α为光线通过通过1mm厚固体时振动面旋转的角度，称为该物质的旋光率。
2．对溶液或液体，旋光度ϕ不仅与光线在液体中通过的距离L有关，还与其浓度成正比。
即ϕ=α·C·L (2)式中α是该溶液的旋光率，它在数值上等于偏振光通过单位长度（1分米）、单位浓度（每毫升溶液中含有1克溶质）的溶液后引起振动面旋转的角度。
3．同一旋光物质对不同波长的光有不同的旋光率，在一定的温度下，它的旋光率与入射光波长λ的平方成反比，即随波长的减少而迅速增大，这现象称为旋光色散。
考虑到这一情况，通常采用钠黄光的D线（λ=589.3钠米）来测定旋光率。
若已知待测旋光性溶液的浓度C和液体层厚度L，则测出旋光度ϕ就可由（2）式算出其旋光率。
显然，在液体层厚度L不变时，如果依次改变浓度C，测出相应的旋光度ϕ，然后画出ϕ~C曲线——旋光曲线，则得到一条直线，其斜率为α·L。
从该直线的斜率也可以算出旋光率α。
反之，通过测量旋光性溶液的旋光度，可确定溶液中所含旋光物质的浓度。
通常可根据测出的旋光度从该物质的旋光曲线上查出对应的浓度。
在这里，我们忽略了温度和溶液浓度对于旋光率的影响，实际上旋光率α与温度和浓度均有关。
例如，在20C0时，对于黄光D线糖水溶液的旋光率为：α20=66.412+0.012670C-0.000376C2其中百分浓度：C=0~50（克/100cm3溶液）。
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实验46 用旋光仪测定糖溶液的浓度
序 1911年，法国物理学家阿喇果（D. F. J Arago ）发现，当偏振光通过石英晶体时，它的振动面会绕光的传播方向转过一定的角度。
随后（1815年），法国物理学家毕奥（Jean-Baptiste Biot ）在酒石酸中发现相同的现象，这种现象叫旋光效应。
旋光效应引起人们极大兴趣，近200年来，围绕产生旋光现象的原因、机理，科学家们进行了一系列大量探索，有力地推动了对物质结构的认识和有机化学的发展，与此同时，旋光现象也在化学、化工、物理、医学等领域有了大量应用。
【实验目的】
1） 了解旋光仪的结构和原理，观察旋光现象； 2） 学会用旋光仪测量蔗糖溶液浓度。
【实验器材】
圆盘旋光仪，试管，天平，量筒，烧杯，蒸馏水，蔗糖。
【实验原理】
平面偏振光在某些晶体或溶液中传播时，偏振光的振动面相对于原入射光的振动面旋转一个角度，晶体或溶液的这种性质称为旋光性．能够使平面偏振光的振动面发生旋转的物质，称为旋光性物质。
对于有旋光性的溶液，有
lc t λαψ][= （46-1）
其中：[]
t λα——旋光率。
当入射光为λ，溶液温度为t 0
C,线偏振光通过1分米液柱时，
若没毫升溶液中含有1g 旋光物质，线偏振光振动面所产生的旋转角。
对于蔗糖溶液，有：[]5.6620
5893=α ，它表明在测量温度为20°，所用光源的波长为5893A 时，该旋光物质的旋光率为66.5°。
旋光率随不同的溶液而异，对于同一种溶液来说，它是随波长而异的常数，实验室的旋光仪常以钠光作光源，故波长已定。
而温度的改变，对旋光率稍有影响，就大多数物质来讲，当温度升高摄氏1度时，旋光率约减小千分之几。
l ---- 液柱（试管）长度； c ---- 溶液浓度；
ψ---- 线偏振光通过l 长液柱时的旋转角。
若已知某溶液的旋光率，且测出溶液试管的长度l 和旋光度φ，可根据式1求出待测溶液的浓度，即
[]t
c l λ
φ
α=
（462）
通常溶液的浓度用100ml 溶液中的溶质克数来表示，此时上式改写成
100[]t
c l λ
φ
α=
⨯ （46-3） 在糖溶液浓度已知的情况下，测出溶液试管的长度l 和旋光度φ，就可以计算出该溶液比旋光率，即
[]100t
cl
λφ
α=
⨯ （46-4）
【旋光仪结构】
半荫片技术：偏振方向判断可以通过观察输出光亮度随检偏器旋转是否达到最亮或最暗来实现，最亮时输出光的偏振方向与检偏器起骗方向相同，最暗时输出光的偏振方向与检偏器起偏方向垂直。
但是人的视觉对最亮或最暗的判断并不很准确，间断地通过最亮或最暗来判断偏振方向有很大误差。
相比之下，人的视觉对明暗对比却比较敏感。
半荫片技术就是利用人的这一视觉特点，将视场分成有明确界线的不同区域，通过光学技术将最亮或最暗的判断转化为在视场中是否存在分界线的判断。
由于视觉在暗视场中对明暗分界线最敏感，在视场有最小亮度时观察是否有分界线来判断偏振方向成为首选。
所以常取图3（b ）所示的视场为参考视场。
并将此时检偏镜的位置作为刻度盘的零点，故称该视场为零度视场。
当放进了待测旋光液的试管后，由于溶液的旋光性，使线偏振光的振动面旋转了一定角度，使零度视场发生了变化，只有将检偏镜转过相同的角度，才能再次看到图3（b ）所示的视场，这个角度就是旋光度，它的数值可以由刻度盘和游标上读出。
【实验内容】
1） 配制一定浓度的蔗糖溶液。
2） 接通电源预热，观察视场三分情况 3） 调节目镜手轮，使三分界限清晰。
4） 旋转刻度盘，使视场三分照度一致（暗场）。
记录此时度盘示值()
0右左，αα。
5） 将盛满溶液的试管方入镜筒，观察视场变化。
6） 旋转刻度盘，使视场三分照度一致（暗场）。
记录此时度盘示值(
)
11右左，αα。
7） 计算：2
101(2
1右右左左ααααψ-+-=
8） 代入（1），求浓度c. 9） 重复6次。
【注意事项】
中间为暗区两边为亮区 （a ） 中间为亮区两边为暗区 （c ） 三分视界消失 视场较暗
（b ）
三分视界消失 视场较亮 （d ） 图3 转动检偏镜时，目镜中视场明暗变化
1．配置溶液时要注意天平的使用方法和溶液搅拌的方式。
2．每一种溶液配制时不要超过25ml。
3．溶液注满试管，旋上螺帽，两端不能有气泡，螺帽不宜太紧，以免玻璃窗受力而发生双折射，引起误差。
4．注入溶液后，试管及其两端均应擦拭干净方可放入旋光仪。
5．在测量中应维持溶液温度不变。
试管的两端经精密磨制，以保证其长度为确定值，使用要十分小心，以防损坏试管。
6．试管中溶液不应有沉淀，否则应更换溶液。
每次调换溶液，试管应清洁——先用蒸馏水荡涤试管，然后再用少许将要测试的溶液荡涤，并同上法操作。
7．实验完毕后务必将所用过的试管、烧杯、玻璃棒等用具置于镂空盘中用水冲洗干净！并将糖归置于防潮柜中。
【思考题】
1．测量糖溶液浓度的基本原理?
2．什么是旋光现象、旋光率？旋光率与哪些因素有关？。