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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。
第七节旋光度的测定一、基本原理物质能使偏振光的振动面发生旋转的性质，称为旋光活性或光学活性，这些物质被称为旋光活性物质或光学活性物质，它们使偏振光的振动平面旋转的角度叫旋光度。
物质的旋光性与其分子结构有关，具有旋光活性的物质都是手性分子，不同的手性分子使偏振光的振动面旋转的方向和角度都是不一样的，它是有机化合物特征物理常数之一。
可见，旋光度的测定对于研究这些有机化合物的分子结构具有重要意义，此外，旋光度的测定对于确定某些有机反应的反应机理也是很有意义的。
测定手性化合物旋光度的仪器称为旋光仪。
目前使用的旋光仪有两种类型，一种是目测的，另一种是数显的。
目测的旋光仪基本结构如图2-25所示。
图2-25 目测旋光仪的结构及工作原理目测的旋光仪主要是由光源、起偏镜、样品管（也叫旋光管）和检偏镜几部分组成。
光线从光源经过起偏镜形成偏振光，此光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（检偏镜），必须将检偏镜扭转一定角度后才能通过，因此要调节检偏镜进行配光，由装在检偏镜上的标尺盘上转动的角度，可指示出检偏镜转动的角度，该角度即为待测物质的旋光度。
使偏振光平面顺时针方向旋转的旋光性物质叫做右旋体，逆时针方向旋转的叫左旋体。
在测量中，由于人的眼睛对寻找最亮点和最暗点（全黑）并不灵敏，故在起偏镜后面加上一块半阴片以帮助进行比较。
半阴片是由石英和玻璃构成的圆形透明片，当偏振光通过石英时，由于石英有旋光性，把偏振光旋转了一个角度，如图2-26所示。
图2-26 半阴片因此，通过半阴片的偏振光就生成振动方向不同的两部分，这两部分偏振光到达检偏镜时，通过调节检偏镜的晶轴，可以使三分视场出现以下三种情况，如图2-27所示。
图2-27 三分视场变化示意图图2-27（a ）表示视场左、右的偏振光可以通过，而中间的不能透过；图2-27（b ）表示视场左、右的偏振光不能通过，而中间的可以透过。
很明显调节检偏镜，必然存在一种介于上述两种情况中间的位置，在三分视场中能看到左、中、右明暗度相同而分界线消失，如图2-27（c ）所示。
1.引言旋光仪是测定物质旋光度的仪器。
通过旋光度的测定，可以分析确定物质的浓度、含量及纯度等，广泛地应用于制糖、制药、石油、食品、化工等工业部门及有关高等院校和科研单位。
我厂系国内生产旋光仪的专业厂家，生产WXG-4圆盘旋光仪、WZG-1光学旋光仪、WZG-2光学糖度旋光仪、WZZ-1自动旋光仪、WZZ-2B自动旋光仪、WZZ-T 投影式自动旋光仪。
WZZ-2S数字式自动旋光仪、WZZ-2SS数字式自动旋光糖量仪是我厂最新的更新换代产品。
1.1 基本应用原理众所周知,可见光是一种波长为380nm~780nm的电磁波，由于发光体发光的统计性质，电磁波的电矢量的振动方向可以取垂直于光传播方向上的任意方位，通常叫做自然光。
利用某些器件（例如偏振器）可以使振动方向固定在垂直于光波传播方向的某一方位上，形成所谓平面偏振光，平面偏振光通过某种物质时，偏振光的振动方向会转过一个角度，这种物质叫做旋光物质，偏振光所转过的角度叫旋光度。
如果平面偏振光通过某种纯的旋光物质，旋光度的大小与下述三个因素有关：a)平面偏振光的波长λ，波长不同旋光度不一样。
b)旋光物质的温度t，不同的温度旋光度不一样。
c)旋光物质的种类，不同的旋光物质有不同的旋光度。
用一个叫做比旋度[α]tλ的量来表示某种物质的旋光能力。
[α]tλ的表示单位长度的某种旋光物质，温度为t℃时，对波长为λ的平面偏振光的旋光度。
旋光度与平面偏振光所经过的旋光物质的长度L有关，这样在温度为t℃时，长度为L，具有比旋度为[α]tλ的旋光物质对波长为λ的平面偏振光的旋光度αtλ由下式表示：αtλ=[α]tλ²L （1）如果旋光物质溶于某种没有旋光性的溶剂中，浓度为C，则下式成立：αtλ=[α]tλ²L²C （2）注意：（1）（2）式中，式中[α]tλ与L的长度单位必须一致。
若波长一定在某一标准温度下例如20℃，事先已知测试物质的比旋度[α]tλ，测试溶液的长度一定，此时若用旋光仪测出旋光度αtλ，则可由（2）式计算出溶液中旋光物质的浓度CC=αtλ/[α]tλ²L （3）倘若溶质中除含有旋光物质外还含有非旋光物质,则可由配制溶液时的浓度和由(3)式求得的旋光物质的浓度C，算得旋光物质的含量或纯度。
