旋光性和折光性测定

实验四旋光度和折光率的测定一、实验目的1、了解旋光仪的构造、使用方法，掌握旋光度的测定原理与方法。

2、了解阿贝折光仪的构造，使用方法，掌握有机物折光率的测定原理和方法。

二、实验原理1、旋光度：某些有机物因具有手性分子，能使偏光振动平面旋转，这种性质称为物质的旋光性。

具有旋光性的物质称为旋光性物质或光学活性物质。

旋光性物质使偏光振动平面旋转的角度称为旋光角，旋光角附上旋转方向叫旋光度，常以α表示；使偏光振动平面向左旋转的为左旋，用（一）或ι表示；使偏光振动平面向右旋转的为右旋，用（+）或d表示。

2、旋光仪构造旋光度可用旋光仪来测定，其构造一般包括：a.单色光源：产生单色光，一般用钠光灯b.起偏镜：产生偏振光c.半波片：将偏振光束分成三分视场d.样品管：盛放样品溶液e.检偏镜f.目镜g.刻度盘3、旋光度的大小除决定于物质的本性外，还与测定时的条件有关。

旋光度随溶液的浓度或液体的密度d、测定时的温度t，所用光的波长λ，盛液管的长度ι及溶剂的性质等因素而改变。

为比较物质的旋光性，需以一定条件下的旋光度作为基准。

通常规定：1cm3含1g旋t表光性物质的溶液放在1dm长的盛液管中测得的旋光度叫做该物质的比旋光度，并用[α]λ示，对某一物质来说，比旋光度是一个定值，它与旋光度的关系如下：α纯液体的比旋光度[α]λt=d l.α溶液的比旋光度[α]λt=c l.比旋光度是物质特性常数之一。

因此可以通过测定旋光度，来鉴定旋光性物质的纯度和含量；也可与其它方法结合起来确定未知物是何种物质。

4、折光率：光在空气中的速率和在另一物质中的速率之比称为折光率。

一种介质的折光率(n)就是光线从真空进入这种介质时入射角（α）和折射角（β）的正弦之比：n=βαsin sin 折光率是有机化合物重要的特性常数。

固体、液体和气体都有折光率，它不仅作为物质纯度的标准，也可用来鉴定未知物。

物质的折光率随入射光的波长与测定时的温度不同而变化。

实验八折光率和旋光度的测定一．实验目的：1.学习有机化合物折光率的测定。

2. 了解旋光仪、折光仪的构造。

3.掌握旋光仪、折光仪的测定方法。

4. 学习比旋光度的计算。

二．实验重点和难点：1.折光率的测定原理及方法。

旋光度的测定原理及方法。

三．实验装置和药品：主要实验仪器：阿贝折光仪WZX—1光学度盘旋光仪主要化学试剂：5%和15%葡萄糖末知浓度葡萄糖蒸馏水重蒸馏水、无水乙醇、乙酸乙酯、甘油、丙酮【折射率】1.359（20℃）等待测液。

擦镜纸或者脱脂棉。

实验类型：基础性实验学时：4学时四．实验装置图：五．实验原理：1. 折光仪的原理：由于光在不同介质中传播的速度不同。

所以光线从一个介质进入到另一个介质时，由于传播速度改变，也使传播方向发生改变（只要入射光的方向与两个介质间的界面不垂直），这种现象称作光的折射现象。

光线在空气中的速度(V空) 与它在液体中的速度(V液) 之比定义为该液体的折光率(n) 。

n= V空/ V液一个介质的折光率，就是光线从真空进入这个介质时的入射角θ与折射角φ的正弦之比，该比值n即为该介质的绝对折光率。

通常测定的折光率，都是以空气作为比较的标准。

n = V空/ V液= sinθ/ sinφ折光率是有机化合物最重要的物理常数之一，它能精确而方便地测定出来。

作为液体物质纯度的标准，它比沸点更为可靠。

利用折光率，可鉴定末知化合物。

如果一个化合物是纯的，那么就可以根据所测得的折光率排除考虑中的其它化合物，而识别出这个末知物来。

折光率也用于确定液体混合物的组成。

物质的折光率不但与它的结构和光线波长有关，而且也受温度、压力等因素的影响。

所以折光率的表示须注明所用的光线和测定时的温度，常用n D t表示。

D是以钠灯的D线(5893A) 作光源，t是与折光率相对应的温度。

用斯内尔（snell）定律表示为：n＝sinα/sinβ，α是入射光（空气中）与界面垂线之间的夹角，β是折射光（在液体中）与界面垂线之间的夹角。

萃取,折光率和旋光度的测定实验
萃取、折光率和旋光度的测定是化学分析中常用的手段之一。

萃取的实验流程如下：
1.准备好萃取溶剂和待测物质的混合物。

2.用试管将混合物加热至沸腾,使样品被快速蒸发。

3.将试管封闭,并在样品内形成气体区域。

4.加入萃取溶剂,试管轻轻摇动,使溶剂能够充分溶解混合物中的化学物质。

5.倒出溶剂,进行进一步的分析。

这个步骤称为分离。

折光率的测定实验流程如下：
1.准备好一个折射计和待测液体。

2.用滴管将待测液体滴在折射计的平顶上,注意避免气泡的产生。

3.观察液体的折射角和入射角,根据Snell定律计算出其折射率。

4.使用折射率来确定液体的浓度、成分或其他相关性质。

旋光度的测定实验流程如下：
1.准备好新鲜的样品和旋光计。

2.将样品加入旋光计中,并确保样品温度稳定。

3.观察样品旋转的角度和单色光束通过样品的路径长度,并使用这些值计算旋光度。

4.使用旋光度来确定样品的光化学性质,如光学活性、分子构型等。

旋光度与折光率的实验原理
旋光度是光通过旋光样品后偏振面转过的度数，用来测量旋光样品的旋光性质。

折光率是光在不同介质中传播时的速度比，用来描述介质对光的折射能力。

旋光度与折光率的实验原理是利用旋光样品对光的旋转作用和介质对光的折射作用，测量样品的旋光性质和折光率。

实验操作步骤如下：
1. 测量旋光度
将光源通过一个偏振器和一个检偏器后，光线经旋光样品后，偏振面会发生旋转，再通过检偏器时，检测到的光强度发生变化，根据这个光强度的变化计算旋转角度，即旋光度可以求得。

2. 测量折光率
将光通过一个样品后，由于样品的折射作用，光线会发生折射，再通过一个准直器转换为平行光线。

然后将这束光线通过一个三棱镜后，可以测量出入射角和折射角，并由此计算样品的折射率。

总之，旋光度和折光率的实验原理是基于光的旋转性质和介质的折射性质，可以
通过实验手段来测量和研究物质的性质。

折光率和旋光度的测定实验报告实验目的：1. 了解折射仪的使用方法，掌握测量折射率的技巧。

2. 了解旋光仪的使用方法，掌握测量旋光度的技巧。

3. 掌握测量折射率和旋光度的实验方法，提高实验操作能力。

实验原理：1. 折射率的测量原理当光线从一种介质射入另一种介质时，由于两种介质的光速不同，光线的传播方向会发生改变，这种现象称为折射。

折射率是指光线从一种介质射入另一种介质时，两种介质中光速比的倒数。

折射率的计算公式为：n = sin i / sin r其中，n为折射率，i为入射角，r为折射角。

2. 旋光度的测量原理某些物质能够使光线的偏振面发生旋转，这种现象称为旋光。

旋光度是指单位长度内旋转角度的大小。

旋光度的计算公式为：α = θ / lc其中，α为旋光度，θ为旋转角度，l为光程，c为测量波长。

实验仪器：1. 折射仪2. 旋光仪3. 光源4. 透镜5. 三棱镜6. 旋光样品实验步骤：1. 折射率的测量（1）将透镜放在折射仪的支架上，调整透镜的位置，使得光线通过透镜后能够垂直射入三棱镜。

（2）将三棱镜调整到合适的位置，使得光线从三棱镜的顶部射入，并且能够从三棱镜的底部射出。

（3）将待测样品放在三棱镜的底部，调整样品的位置，使得光线能够通过样品。

（4）调整折射仪的刻度，使得光线从三棱镜的底部射出后，能够垂直射入折射仪的刻度盘上。

（5）记录光线从三棱镜的顶部射入到样品后，从三棱镜的底部射出的角度，即为入射角。

（6）记录光线从样品射出后，从三棱镜的底部射出的角度，即为折射角。

（7）根据公式计算出样品的折射率。

2. 旋光度的测量（1）将旋光样品放在旋光仪的支架上，调整样品的位置，使得光线能够通过样品。

（2）调整旋光仪的刻度，使得光线从旋光仪的刻度盘上垂直射出。

（3）记录光线从旋光样品射出后，旋转的角度。

（4）根据公式计算出样品的旋光度。

实验结果：1. 折射率的测量结果样品编号折射角入射角折射率1 30° 45° 1.52 40° 60° 1.63 50° 75° 1.72. 旋光度的测量结果样品编号旋转角度光程旋光度1 10° 10 cm 1°/cm2 20° 10 cm 2°/cm3 30° 10 cm 3°/cm实验分析：1. 折射率的测量分析从实验结果可以看出，不同样品的折射率不同，这是由于不同样品的光学性质不同。

折光率及旋光度的测定方法折光率的测定一、实验目的1.了解阿贝折射仪测定折光率的基本原理。

2.掌握液体有机化合物折光率的测定方法。

二、原理折光率是物质的特性常数，固体、液体和气体都有折光率，尤其是液体，记载更为普遍。

不仅作为物质纯度的标志，也可用来鉴定未知物。

如分馏时，配合沸点，作为划分馏分的依据。

物质的折光率随入射光线波长不同而变，也随测定温度不同而变，通常温度升高1℃，液态化合物折光率降低3.5～5.5×104 ，所以，折光率（n）的表示需要注出所用光线波长和测定的温度，常用n t D来表示，D表示纳光。

测定液体化合物折光率的仪器常使用Abbe折光计。

折光率系指在钠光谱D线、20℃的条件下，空气中的光速与被测物中的光速之比值；或光自空气通过被测物时的入射角的正弦与折射角的正弦之比值。

用n表示。

由于光在空气中的速度接近真空中的速度，而在任何介质中的速度均小于光速，所以所有介质的折光率都大于1，α > β。

但入射角α=90°时折射角最大，此时的折射角β称为临界角。

当光从折光率为n的被测物质进入折光率为N的棱镜时，入射角为α，折射角为β，则(1)在阿贝折光仪中，入射角α＝90°，得n＝1/sinβ(2)棱镜的折光率N为已知值，则通过测量折射角r即可求出被测物质的折光率n。

三、仪器和试剂1.阿贝折光仪，精密度为±0.00022.恒温水浴及循环泵,可向棱镜提供温度为20.0±0.1℃的循环水3.丙酮4.无水乙醇5.蒸馏水6.未知样品1-2个四、操作步骤1.仪器的安装。

将折光仪置于靠窗的桌子或白炽灯前。

但勿使仪器置于直照的日光中，以避免液体试样迅速蒸发。

用橡皮管将测量棱镜和辅助棱镜上保温夹套的进水口与超级恒温槽串联起来，恒温温度以折光仪上的温度计读数为准。

2.仪器校正(1)示值校准：阿贝折射仪经校正后才能作测定用。

校正的方法是：从仪器盒中取出仪器，置于清洁干净的台面上，在棱镜外套上装好温度计，与超级恒温水浴相连，通入20℃的恒温水。

物质的旋光性及其测定一、旋光的概念线偏振光在通过某些物质后，它的振动面发生了旋转，这种现象称为旋光。

某些物质具有能，使线偏振光发生旋转的性质，称为旋光性。

这些具有旋光性的物质，称为旋光物质。

1811年法国物理学家Arago首先发现，当线偏振光沿光轴方向在石英中传播时，偏振光的振动面会发生旋转。

大约同时，Boit在各种自然物质的蒸气和液态形态下也看到了同样的现象，他还发现有左旋和右旋两种情况。

1822年，Herschel发现石英中的左旋和右旋是源于石英的左旋和右旋两种不同的结构。

研究物质的旋光性不仅在光学有特殊意义，在化学和生物学上也有深远的影响。

影响物质旋光性的因素很多。

了解影响物质旋光性的因素对物质旋光性的测量和应用是很重要的。

偏振光通过某些晶体或某些物质的溶液以后，偏振光的振动面将旋转一定的角.如图27,―3所示，这个角称为.它与偏振光通过溶液的长度L和溶液中旋光性物质的浓度C成正比，即,,,LC (27―2) m式中,称为该物质的.如果L的单位用dm，浓度C定义为在1cm?溶液内溶质的克数，m单位用g／cm?，那么旋光率,的单位为（º）cm?／(dm?g). m实验表明，同一旋光物质对不同波长的光有不同的旋光率.因此，通常采用钠黄光(589．3nm)来测定旋光率.旋光率还与旋光物质的温度有关.如对于蔗糖水溶液，在室温条件下温度每升高(或降低)1?，其旋光率约减小(或增加)0．024ºcm?／(dm?g).因此对于所测的旋光率，必须说明测量时的温度.二、旋光率的测定实验中利用小型旋光仪测定葡萄糖的旋光率及未知溶液的浓度。

实验原理书中已有详细解释，在这我想阐述一下三分视场的形成。

实验中为提高测量精度，采用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27―5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(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角，这样进入测试管的光是振动面间的夹角为的两2,2,束偏振光. 在图27―6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,,OPOP和OPOP和?在OA轴上的分量分别为.转动检偏镜时，的大小将发生变AAAA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'，化，于是从目镜中所看到的三分视场的明暗也将发生变化(见图27―6的下半部分).图中画出OP和OP了四种不同的情形：(1),,.从目镜观察到三分视场中与石英片对应的中部为暗区，与起偏,,,OPOP,,AA镜直接对应的两侧为亮区，三分视场很清晰.当,时，亮区与暗区的反差最大. ,,,/2,(2) ,.三分视场消失，整个视场为较暗的黄色. ,,,OPOP,,AA,(3) ,.视场又分为三部分，与石英片对应的中部为亮区，与起偏镜直,,,OPOP,,AA接对应的两侧为暗区.当时，亮区与暗区的反差最大. ,,,/2,(4) ,.三分视场消失.由于此时OP和OP?在OA轴上的分量比第二种,,,OPOP,,AA情形时大，因此整个视场为较亮的黄色.由于在亮度较弱的情况下，人眼辨别亮度微小变化的能力较强，所以取图27―6(2)情形的视场为参考视场，并将此时检偏镜偏振化方向所在的位置取作度盘的零点.实验时，将旋光性溶液注入已知长度L的测试管中，把测试管放入旋光仪的试管筒内，这时OP和OP,?两束线偏振光均通过测试管，它们的振动面都转过相同的角度，并保持两振动面间的夹角为不变.转动检偏镜使视场再次回到图27―6(2)状态，则检偏镜所转过2,的角度就是被测溶液的旋光角,.三、测量固体的旋光率光线射入透明固体，并不一定发生旋光现象。

食品折射率、旋光度的测定一 目的与要求1 学习折光仪、旋光仪的使用原理及方法2 学会用折光仪、旋光仪测量有关食品的浓度、纯度及品质二 实验原理1折光法：由于样液的浓度不同，折射率不同，故临界角的数值也不同，而折射率与临界角成正比，所以只须调整折光仪，使样液的入射角达到临界角，此时即可读取样液的折射率或质量百分浓度。

2旋光法：旋光度是每一种光学活性物质的特征常数，在一定条件下，比旋光度 []LCtααλ=是已知的，L 为一定值，所以测得了旋光度α就可以计算出旋光质溶液中的浓度C 。

三 实验仪器与试剂手持折光仪；自动旋光仪。

蔗糖溶液。

四 实验步骤（一）手持折光仪的使用1使用方法：①掀起棱镜盖板，用柔软的绒布仔细地将折光棱镜清洗干净，并用滤纸和擦镜纸将水拭净。

②调零：取蒸馏水1-2滴，置于折光棱镜面上，合上盖板，通过接目镜观察刻度。

如果分界线不和刻度盘“0”点重合，为了调焦，可向任意方向旋转接目镜，直至视场清晰。

③取样液1-2滴，置于折光棱镜面上，并保持水平状态轻轻合上盖板，使溶液均匀分布在棱镜面，如有气泡必须消除。

④将仪器进光窗对向光源，通过接目镜观察刻度。

⑤在分界线和刻度盘交叉处读取测量值，读数即为溶液含糖浓度（百分含量）。

⑥用柔软的绒布擦净样液。

若测定温度不是20℃，应进行温度校正。

方法是：温度高于20℃时，加上查“读数温度修正表”得出的相应校正值，即为样液的准确浓度数值。

若低于20℃，减去查“读数温度修正表”得出的相应校正值，即为样液的准确浓度数值。

（二）自动旋光仪的使用1、将仪器电源插头插入220V 交流电源，〔要求使用交流电子稳压器（1KVA ）〕并将接地脚可靠接地。

2、打开电源开关，需经5min 钠光灯预热，使之发光稳定。

3、打开直流开关，（若直流开关扳上后，钠光灯熄灭，则再将直流开关上下重复扳动1到2次，使钠光灯在直流下点亮，为正常。

）4、打开示数开关，调节零位手轮，使旋光示值为零。