旋光性溶液浓度的测量(用旋光仪测溶液的旋光率和浓度)
1.用旋光仪测溶液的旋光率和浓度
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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
2.测定液体旋光度时,应注意哪些问题
旋光仪是用来测定光学活性物质旋光能力大小和方向的仪器。光学活性物质可以旋转偏振光平面，其大小和方向除了与该物质结构有关外，还与测定时的温度、所用光的波长、溶液的浓度和溶剂、旋光管的长度等有关。
一般单色光源用钠光灯，波长为589nm，以D表示。规定以每毫升溶液所含溶质的克数作为质量浓度的单位。由旋光仪测得旋光角度后，可以下式计算旋光度：α为用旋光仪测得的旋光度；c为溶液的质量浓度（g/ml）;l为旋光管的长度/dm;t为测定时温度（℃），λ为测定所用光波波长（钠光以D表示）。
光活性物质为液体时，则以密度ρ（g/ml）代替c，即若以100ml溶液含溶质的克数，则，如果糖的水溶液，溶液浓度为5g/100ml，在1dm旋光管中测得旋光角度为-4.64°，则：书写旋光度时，除注明温度，光波波长外，在数据后的括号内，注明其质量百分浓度和配制溶液用的溶剂。
旋光性的维相描述
旋光性，可以用左旋光和右旋光具有不同传播速度维相地进行描述.任何偏正光都可以看成左旋光和右旋光的叠加.把左右旋的光叠加成偏正光时，偏正方向跟两种光的位相差有关系.如果两种光传播速度不同，就会产生附加的维相差，导致偏正光旋转.
旋光性和晶体双折射的类比
双折射晶体可以将偏振光变为椭圆偏振光，或者其他方向的偏振光，将两块很薄的双折射晶体以比较随意的方向叠加（夹角为ψ），则叠加结果破坏空间反演不变性。
3.4. 旋光仪的正确使用要注意什么
1.装上溶液后的样品管内不能有气泡产生，样品管要密封好，不要发生漏液现象；
2.样品管洗涤及装液时要保管好玻璃片和橡皮垫圈，防止摔碎或丢失；
3.配制蔗糖溶液时要注意使蔗糖固体全部溶解，并充分混均溶液；
4.测定α∞时，要注意被测样品在50~60℃条件恒温50min后（但不能超过60℃，否则有副反应发生），移到超级恒温器中再恒温20min;
5.必须对旋光仪调零校正，若调不到零，需要进行数据校正。
蔗糖是从甘蔗内提取的一种纯有机化合物，也是和生活关系最密切的一个天然碳水化合物，它是由D-（-)-果糖和D-（+)-葡萄糖通过半缩酮和半缩醛的羟基相结合而生成的。蔗糖经酸性水解后，产生一分子D-葡萄糖和一分子D-果糖
该反应是一个三级反应，在纯水中此反应的速率极慢，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，尽管有部分参与了反应，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。因此蔗糖反应可看作为假一级反应.因为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变化来度量反应进程。
4.旋光度法测葡萄糖浓度实验的注意事项
1.对观察者来说，偏振光的振动平面若是顺时针旋转，则为右旋（+），这样测得的+α，也可以代表α ±（n*180）°的所有值。如读数为+38°，实际上还可以是218°、398°、-142°等角度。因此，在测定未知物的旋光度时，至少要做一次改变浓度或者液层厚度的测定。如观察值为+38°，在稀释五倍后，所得读数为+7.6°，则此未知物的旋光度α应该为+7.6°*5=+38°。
2.仪器应放在空气流通和温度适宜的地方，并不宜低放，以免光学零部件、偏振片与受潮发霉及性能衰退。
3. 试管使用后，应及时用水或蒸馏水冲洗干净，揩干藏好。
4. 镜片不能用不洁或硬质布、纸去揩，以免镜片表面产生道子等。
5. 仪器不用时，应将仪器放入箱内或用塑料罩罩上，以防灰尘侵入。
6. 仪器、钠光灯管、试管等装箱时，应按规定位置放置，以免压碎。
7. 不懂装校方法，切勿随便拆动，以免由于不懂校正方法而无法装校好。
