测量旋光性溶液的旋光率和浓度
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。
用旋光仪测量旋光性溶液的浓度
5.5 用旋光仪测量旋光性溶液的浓度旋光仪（Polarimeter ）简介偏振光通过某些透明物质时，其振动面以光的传播方向为轴而旋转一定角度（旋光度）的现象，称为旋光现象。
能使偏振光的振动面旋转一定角度的物质，称为旋光物质。
旋光仪是用两个尼科耳棱镜分别做起偏镜和检偏镜，依据马吕斯定律可以测量旋光物质的旋光度。
实验目的1．观察与研究旋光现象； 2．了解旋光仪的结构原理；3．学习用旋光仪测量旋光性溶液的浓度；仪器用具光学度盘旋光仪，试管，葡萄糖溶液等。
实验原理偏振光通过某些透明物质时，其振动面以光的传播方向为轴而旋转一定角度的现象，称为旋光现象，能使偏振光的振动面旋转一定角度的物质，称为旋光物质。
许多有机化合物，如石油、葡萄糖等，都具有旋光性。
由于不同的物质使偏振光的振动面向不同的方向旋转，旋光性可分为左旋和右旋，当观察者迎着光线观察时，振动面向逆时针方向旋转称为左旋(或负旋)，振动面顺时针方向旋转的称为右旋(或正旋)。
实验证明，当入射光波长一定时，对于旋光晶体，使偏振面旋转的角度φ与晶体的厚度d 成正比，即d φα=对于旋光性溶液cd φα= （5.5-1）式中d 为入射光穿过物质的厚度；c 为旋光溶液的浓度；α为旋光率，旋光率在数值上等于光通过浓度为 31g cm时、厚度为1dm 的溶液层后，振动面旋转的角度（单位为度），旋光率与旋光物质的性质有关、与入射光波长有关。
实验进一步表明，物质的旋光率与入射光波长的关系大约为21αλ∝，这种因入射光不同而使进入同一物质的偏振光的振动面旋转的角度不同的现象，称为旋光色散。
由式(5.5-1) 可知，若已知溶液的旋光率和厚度，只要测出振动面的旋转的角度，便可求得这种物质的浓度。
仪器介绍半萌式结构，在起偏镜后面再加一石英晶体片，此石英片和起偏镜的一部分在视场中重叠，将视场分为三部分。
同时在石英片旁装上一定厚度的玻璃片，以补偿由于石英片产生的光强变化。
取石英片的光轴平行于自身表面，并与起偏镜的偏振化方向成一角度θ (仅几度)。
用旋光仪测旋光性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.学习用旋光仪测旋光性溶液的旋光率和浓度[实验原理]如图所示，线偏振光通过某些物质的溶液（特别是含有不对称碳原子物质的溶液，如蔗糖溶液）后，线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。
它与偏振光通过的溶液长度l和溶液中旋光性物质的浓度c 成正比,即φ=αc l式中，α称该物质的旋光率,它在数值上等于偏振光通过单位长度(1分米)、单位浓度（1克/毫升）的溶液后引起振动面旋转的角度。
c用克/毫升表示，l用分米表示。
图1-1 观测偏振光的振动面旋转的实验原理图实验表明，同以旋光物质对不同波长的光有不同的旋光率；在一定温度下，它的旋光率与入射光波长λ的平方成反比，这个现象称为旋光色散。
本实验我们采用钠黄线的D线（入＝589.3纳米）来测定旋光率。
若已知待测旋光性溶液的浓度c和液柱的长度l, 测出旋光度φ就可由上式计算出其旋光率。
显然，在液柱的长度l不变时，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，利用最小二乘法处理数据，求出旋光率α。
理论上，温度在14°～30°C时，蔗糖的旋光率为：αt=(66.412+0.01267c-0.000376c2)[1-0.00037(t-20)] 。
利用求出的旋光率，测出旋光性溶液的旋光度，可确定溶液中所含旋光物质的浓度。
[装置介绍]1—光源；2—会聚透镜；3—滤光片；4—起偏镜；5—石英片；6—测试管；7—检偏镜；8—望远镜物镜；9—刻度盘；10—望远镜目镜；图2-1 旋光仪示意图测量物质旋光度的装置称为旋光仪，其结构如图2—1所示。
测量时，先将旋光仪中起偏镜（4）和检偏镜（7）的偏振轴调到相互正交，这时在目镜（10）中看到最暗的视场；然后装上测试管（6），转动检偏镜，使因振动面旋转而变亮的视场重新达到最暗，此时检偏镜的旋转角度即表示被测溶液的旋光度。
测量旋光性溶液的旋光率和浓度
旋光率。
由于人眼很难准确地判断视场是否黑暗，旋光仪拆用半荫法 原理，即比较中相邻两光束的强度是否相同，来确定旋光
放试管后
制备不同浓度C的蔗糖溶液先后注入同一长度的试管内， 用旋光仪测定其旋光度 ，作出~C曲线，根据曲线求得蔗 糖溶液的旋光率。
旋光仪图片
测量旋光性溶液的旋光率和浓度
• 了解旋光仪的结构原理 • 用旋光仪测量蔗糖溶液的旋光率和浓度
光在传播过程中，电矢量的振动方向始终沿某一方向的 光称为线偏振光或平面线偏振光。
一般光源发出的光是自然光，其电矢量的振动方向出现 在各个方向，即非偏振光。
使用起偏器可将非偏振光变成偏振光。这一过程称为起偏。
鉴别光的偏振状态的过程称为检偏，起偏器可用于检偏，成 为检偏器。根据马吕斯定律，通过检偏器后光的强度：
I I0 cos2
线偏振光通过某些物质的溶液后，其振动面将旋转一定角
度 ，这种现象称为旋光现象，旋转的角度称为旋光度。
Cl
—— 旋光物质的旋光率 C ——旋光物质的浓度
溶液
l
用旋光仪测出浓度已知的溶液的旋光度，即可求得溶液的
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。
用旋光仪测旋光性溶液的浓度
实验6—9 用旋光仪测旋光性溶液的浓度1811年，法国物理学家阿喇果（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，这种现象叫做旋光性。
大约同时，毕奥（Boit ）在各种物质的蒸气和液体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年赫谢尔（Herschel ）发现石英中的左旋光和右旋光是源于石英的左旋和右旋两种不同的结构。
具有旋光性的物质叫做旋光物质，石英、朱砂、松节油、糖溶液等都是旋光物质。
研究物质的旋光性质不仅在光学上有意义，而且在化学和生物学上也有重要的应用价值。
【实验目的】1. 观察线偏振光通过旋光物质时所发生的旋光现象。
2. 了解旋光仪的结构原理，学习旋光仪的使用方法。
3. 学习用旋光仪测定旋光性物质（如糖溶液）的旋光率和浓度。
【实验原理】旋光性是一个非常复杂的现象，它虽然可以用经典电磁理论来处理，但实际上用量子力学来解释则更为合理。
下面我们通过一个简化模型，对旋光性给出一个定性的说明。
我们把各向异性光学介质看作是由各向异性的振子组成的，振子的振动方向和入射光波的电场强度矢量E 成一个角度。
假定旋光材料中的电子被迫沿一条螺旋线运动，正如已知的石英中Si 原子和O2原子是沿光轴作右旋或左旋螺旋线排列的那样。
入射波inE 可以分解成左旋分量LE 和右旋分量RE 。
旋光介质对LE 和RE 具有不同的折射率。
当出射光离开旋光介质时，LE 和RE 的合成矢量outE 与入射光的inE 矢量相比转过一个角度，此即旋光现象。
具有旋光性的溶液中的螺旋状分子是无规则排列的，我们考察其中一个分子。
入射光的交变电场分量对介质分子中的电子产生作用，使其振动而形成电偶极子；入射光的交变磁场分量对介质螺旋分子的作用使其变成磁偶极子。
电偶极子和磁偶极子对入射电磁波in E 产生散射，散射振幅为p E 和m E ，二者互相垂直，它们的合电场s E 将不再与in E 平行，从而使出射电场out s in E E E =+的振动面发生转动。
实验六旋光性溶液浓度的测定
实验六 旋光性溶液浓度的测定【实验目的】1．观察光的偏振现象，加深对光的偏振性认识，验证马吕斯定律。
2．了解旋光仪的结构原理，学习测定旋光性溶液的旋光率和浓度的方法.。
【实验原理】1、偏振光的基本概念光波是一种特定频率范围内的电磁波.由于引起视觉和光化学反应的是电场强度E ，所以E 矢量又称为光矢量，我们把E 的振动称为光振动，E 与光波传播方向之间组成的平面叫振动面.在垂直于光传播方向的平面内，如果光矢量E 只沿一个固定方向振动，这种光称为线偏振光，简称偏振光[见图1(a )].普通光源发射的光是由大量原子或分子辐射而产生，单个原子或分子辐射的光是偏振的，但由于热运动和辐射的随机性，大量原子或分子所发射的光的光矢量出现在各个方向的概率是相同的，没有哪个方向的光振动占优势，这种光源发射的光不显现偏振的性质，称为自然光[见图1(b )].还有一种光线，光矢量在某个特定方向上出现的概率比较大，也就是光振动在某一方向上较强，这样的光称为部分偏振光[见图1(c )].二、偏振光的获得和检测将自然光变成偏振光的过程称为起偏，起偏的装置称为起偏器.常用的起偏器有人工制造的偏振片、晶体起偏器和利用反射或多次透射(光的入射角为布儒斯特角)而获得偏振光.自然光通过偏振片后，所形成偏振光的光矢量方向与偏振片的偏振化方向(或称透光轴)一致.在偏振片上用符号“ ”表示其偏振化方向.鉴别光的偏振状态的过程称为检偏，检偏的装置称为检偏器.实际上起偏器也就是检偏器，两者是一样的.自然光通过作为起偏器的偏振片以后，变成光强为0E 的偏振光，偏振光通过作为检偏器的偏振片后，其光强E 可根据马吕斯定律确定：20cos E E θ= （1） 式中θ为起偏器和检偏器偏振化方向之间的夹角。
显然，当以光线传播方向为轴转动检偏器时，光强将发生周期性变化.当0θ= 时，光强最大；当90θ=时，光强为极小值(消光状态)，接近全暗；当090θ<< 时，光强介于最大值和最小值之间.但同样对自然光转动检偏器时，就不会发生上述现象，光强不变.对部分偏振光转动检偏器时，光强有变化但没有消光状态.因此根据光强的变化，就可以区分偏振光、自然光和部分偏振光.三、旋光现象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。
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。
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θ
线偏振光通过某些物质的溶液后， 线偏振光通过某些物质的溶液后，其振动面将旋转一定角 度 Φ 这种现象称为旋光现象，旋转的角度称为旋光度。 ，这种现象称为旋光现象，旋转的角度称为旋光度。
Φ = αCl
溶液
l
旋光物质的旋光率 α —— 旋光物质的旋光率 C ——旋光物质的浓度 旋光物质的浓度
有溶液
转动检偏器 Φ
放试管前
放试管后
制备不同浓度C的蔗糖溶液先后注入同一长度的试管内， 制备不同浓度 的蔗糖溶液先后注入同一长度的试管内， 的蔗糖溶液先后注入同一长度的试管内 用旋光仪测定其旋光度Φ 作出Φ 曲线 曲线， 用旋光仪测定其旋光度Φ ，作出Φ~C曲线，根据曲线求得蔗 糖溶液的旋光率α 糖溶液的旋光率α。
使用起偏器可将非偏振光变成偏振光。 一过程称为起偏。 使用起偏器可将非偏振光变成偏振光。这一过程称为起偏。 非偏振光变成偏振光 称为起偏
鉴别光的偏振状态的过程称为检偏，起偏器可用于检偏， 鉴别光的偏振状态的过程称为检偏，起偏器可用于检偏，成 为检偏器。根据马吕斯定律，通过检偏器后光的强度： 为检偏器。根据马吕斯定律，通过检偏器后光的强度：
Φห้องสมุดไป่ตู้
用旋光仪测出浓度已知的溶液的旋光度， 用旋光仪测出浓度已知的溶液的旋光度，即可求得溶液的 旋光率。 旋光率。
由于人眼很难准确地判断视场是否黑暗， 由于人眼很难准确地判断视场是否黑暗，旋光仪拆用半荫法 原理，即比较中相邻两光束的强度是否相同，来确定旋光度。 原理，即比较中相邻两光束的强度是否相同，来确定旋光度。
旋光仪图片
测量旋光性溶液的旋光率和浓度
• 了解旋光仪的结构原理 了解旋光 旋光仪的结构原理 • 用旋光仪测量蔗糖溶液的旋光率和浓度 旋光仪测量蔗糖溶液的
光在传播过程中， 光在传播过程中，电矢量的振动方向始终沿某一方向的 光称为线偏振光或平面线偏振光。 光称为线偏振光或平面线偏振光。
一般光源发出的光是自然光， 一般光源发出的光是自然光，其电矢量的振动方向出现 在各个方向，即非偏振光。 在各个方向，即非偏振光。