旋光性和折光性测定
试验四旋光度和折光率的测定
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。
有机化学实验八折光率和旋光度的测定
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。
旋光度和折光率
3.目测旋光仪
(1)基本构造
(2)基本原理
从钠光源发出的光，通过一个固定的 Nikol棱镜——起偏镜，变成平面偏振光。 平面偏振光通过装有旋光物质的盛液管时， 偏振光的振动平面会向左或向右旋转一定 的角度。只有将检偏棱镜向左或向右旋转 同样的角度才能使偏振光通过到达目镜。 向左或向右旋转的角度可以从旋光仪刻度 盘上读出，即为该物质的旋光度。
(3)外形
(4)测定（三分视场）
从目镜中可观察到的几种情况： (1)中间明亮，两旁较暗。 (2)中间较暗，两旁较明亮。 (3)视场内明暗相等的均一视场。
测定时，旋转手轮，调整检偏镜刻度
盘，应调节视场成明暗相等的单一视 场，读取刻度盘上所示的刻度值。
读数（同游标卡尺）：
刻度盘分两个半圆分别标出0一 180°，固定游标分为20等分。读 数时，先读游标的0落在刻度盘上 的位置(整数值)，再用游标尺的刻 度盘画线重合的方法，读出游标尺
一、实验目的
• 1.掌握旋光仪和阿贝折光仪的使用方法。 • 2.了解手性化合物的旋光性及其测定的原
理、方法和意义。 • 3.了解折光率的意义和用途。
二、实验原理ห้องสมุดไป่ตู้旋光度）
• 1.定义： • 旋光性 :手性化合物使平面偏振光偏振面旋转的
性质。
• 旋光物质：具有旋光性的物质称为旋光物质，或 称为光学活性物质。
• 4、松开锁钮，打开棱镜，滴1－2滴样品在玻璃 面上，合上两棱镜，转动刻度盘罩外手柄（棱 镜被转动），使刻度盘上的读数为最小，调节 反射镜使光进入棱镜组，并从测量望远镜中观 察，使视场最明亮，再调节目镜，使视场十字 线交点最清晰。再次转动罩外手柄，使刻度盘 上的读数逐渐增大，直到观察到视场中出现的 半明半暗现象，并在交界处有彩色光带，这时 转动消色散手柄，使彩色光带消失，得到清晰 的明暗界线，继续转动罩外手柄使明暗界线正 好与目镜中的十字线交点重合。从刻度盘上直 接读取折光率。
临床-折光率和旋光度的测定-胡亚平-三分视场
数据处理
折光率的测定
次数
1
2
样品
乙醇
乙酸 乙酯
温度：—— 校正值：——
3 平均值
数据处理
旋光度的测定
α样品 = α实测值–α零点校
测定序号 葡萄糖溶液的浓度(g.ml-1)
1
2
用蒸馏水校正 左刻度盘读数
仪器零点
思考题
1. 影响折光率的因素有哪些？ ①测定波长 ②测定温度
2. 测定折光率时，为何要用清洗液擦洗棱镜？
为了擦干净表面的赃物或杂质，避免影响测试的精度 3. 测定折光率时视场中明暗区很淡，可能的原因是什么？
反光镜的位置不合适 4. 影响旋光度的因素有哪些？
影响旋光度的因素有溶剂，波长，温度，样品浓度，管长l 5. 为什么新配置的葡萄糖溶液要放置一段时间方可测定其 旋光度？
旋光仪工作原理示意图
三分视场原理：
在起偏振镜后放置一块狭长的石英片，由于石英片的旋
光性，使偏振光旋转了一个角度θ（2 ~ 3°）：
①③ ②
④
①
②
③
④
三分视场变化示意图
(3)使用方法
(一)预热仪器
接通旋光仪电源，开启开关，预热5-10分钟，待钠光 灯发光正常可开始工作。
(二)调整仪器零点
将样品管充满蒸馏水(气泡排至球形膨大部分) 放入 旋光仪 调目镜焦距使视场清晰 调节刻度盘手轮找 到仪器的零视场(暗而不黑的均匀视场—三分视场) 读取刻度值(左右)，取平均值作为仪器的零点。
右刻度盘读数 刻度盘平均读数
旋光仪的零点值
葡萄糖溶液
左刻度盘读数
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。
旋光度和折光率 (1)
药物化学教研室
一、实验目的
• 1.掌握旋光仪和阿贝折光仪的使用方法。 • 2.了解手性化合物的旋光性及其测定的原 理、方法和意义。 • 3.了解折光率的意义和用途。
二、实验原理（旋光度）
• 1.定义： • 旋光性 :手性化合物使平面偏振光偏振面旋转的 性质。 • 旋光物质：具有旋光性的物质称为旋光物质，或 称为光学活性物质。 • 旋光度(α) ：偏振面被旋转的角度 • 右旋体和左旋体：若手性化合物能使偏振面右旋 ( 顺时针 ) 称为右旋体，用 (+) 表示；而其对映体 必使偏振面左旋(逆时针)相等角度，称为左旋体， 用(-)表示。
比旋光度：手性化合物旋光度与溶液浓度、 溶剂、测定温度、光源波长、测定管长度 有关。因此旋光仪测定的旋光度α并非特 征物理常数，同一化合物测得的旋光度就 有不同的值。因此为了比较不同物质的旋 t α D 光性能，通常用比旋光度 来表示物质的旋光性，比旋光度是物质特 有的物理常数 。
2.测定方法：
注意事项
• 1、要特别注意保护棱镜镜面，滴加液体时 防止滴管口划镜面。 • 2、每一组样品对应一台折光仪，不能任意 挪动样品。 • 3、不能测量带有酸性、碱性或腐蚀性的液 体。
三、实验步骤
1．待测溶液的配制（已配制） 配制 5% ， 10% ， 15% ， 20% ， X% 的葡萄糖 和10%果糖溶液。
• 2．装待测液（已装好）
• 洗净测定管后，用少量待测液润洗 2—3次，注入待测液，并使管口液面 呈凸面。将护片玻璃沿管口边缘平推 盖好 (以免使管内留存气泡 ) ，装上橡 皮填圈，拧紧螺帽至不漏水 ( 太紧会 使玻片产生应力，影响测量 ) 。用软 布擦净测定管，备用 (如有气泡，应赶 至管颈突出处） 。
折光率和旋光度的测定实验报告
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。
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α—— 测定样液的旋光度。
L—— 旋光管长度（液层厚度）分米。
C—— 样液浓度（所求值）。
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10
5
1.3340
0
1.3330
1.3320
1.3310
目镜视野和读数
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⑤从读数镜筒中读取折射率或质量百分浓度。
⑥测定样液温度。
⑦打开棱镜，用水、乙醇或乙醚擦净棱镜表面及其 他各机件。在测定水溶性样品后，用脱脂棉吸水洗 净，若为油类样品，须用乙醇或乙醚、二甲苯等擦 拭。
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常用的折光计
折光仪是利用临界角原理测定物质折射率的仪器，
大多数的折光仪是直接读取折射率，不必由临界角间
接计算。除了折射率的刻度尺外，通常还有一个直接
表示出折射率相当于可溶性固形物百分数的刻度尺。
食品工业中最常用的是阿贝折光仪和手提式折光 仪。
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阿贝折光仪的结构及原理
1.底座
旋光度的大小与光源的波长、液层厚度、光学活 性物质的种类、浓度、溶剂及其温度有关。
旋光度 LOGO
KCL
旋光系数
溶液浓度
液层厚度
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比旋光度——在一定温度和一定光源情况下，当 溶液浓度为 1 g/ml ，液层厚度为 1分米 时偏振 光所旋转的角度。记为：
[ ]t
= α/ L C
——查手册得到不同物质的比旋光度。
（1） 入射线、法线和折射线在同一平面内，入 射线和折射线分居于法线的两侧。
（2）无论入射角怎样改变，入射角的正弦与折
射角的正弦之比，恒等于光在两种介质中的传播速
度之比。
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5
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光的折射示意图 L-L’法线 A——入射光 B——折射光 α1——入射角 α2——折射角
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测定折射率的意义
折射率是物质的一种物理性质。它是食品生产中常 用的工艺控制指标，通过测定液态食品的折射率. 可以鉴别食品的组成，确定食品的浓度，判断食品 的纯度及品质。
2.棱镜转动轮
3.圆盘级（内有刻度板）
4.小反光镜 5.支架 6.读数镜筒
7.目镜
8.观察镜筒
9.分界线调节旋钮 10.色散棱镜手轮
11. 色散刻度尺 12棱镜锁紧扳手
13棱镜组
14.温度计插座
15.恒温器接头 16.保护罩
17.主轴
18.反光镜
图 阿贝折光仪
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12
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校 正 螺 丝
食品理化检测技术 食品折光性和旋光性的测定
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1. 折光法
通过测量物质的折光率来鉴别物质的组成，确定物 质的纯度、浓度及判断物质的品质的分析方法称为 折光法。
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2
光的反射现象
一束光线照射在两种介质 的分界面上时，要改变它 的传播方向，但仍在原介 质里传播，这种现象叫光 的反射。
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所以测定折射率可以初步判断某些食品是否正常
如牛乳掺水，其乳清折射率降低，故测定牛乳乳 清的折射率即可了解乳糖的含量，判断牛乳是否掺 水。
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必须指出的是：折光法测得的只是可溶性固形物含 量，但对于番茄酱，果酱等个别食品，已通过实验编 制了总固形物与可溶性固形物关系表．先用折光法测 定可溶性固形物含量．即可查出总固形物的含量 。
光的反射示意图
A——入射线
B——反射线
L——法线
M-M’——两介质分界线
α——入射角
β——反射角
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光的反射定律
入射线、反射线和法线总是在同一平面内，入射线和 反射线分居于法线的两侧。 入射角等于反射角。
LOGO，除了一部分 光线反射回第一种介质外，另一部分进入第二种 介质中并改变它的传播方向，这种现象叫光的折 射。 光的折射定律：
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2. 旋光法
应用旋光仪测量旋光物质（光学活性物质）的旋 光度以确定其含量的分析方法叫旋光法。 自然光与偏振光： 自然光—有无数个与光的前进方向互相
垂直的光波振动面。 偏振光—只有一个与光的前进方向互相
垂直的光波振动面。
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旋光度——当偏振光通过光学活性物质溶液时， 偏振面旋转的角度叫作该物质的旋光度。
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蒸馏水的折光指数
温度（℃） 14 16 18 20 22
折光指数 1.3335 1.3333 1.3332 1.3330 1.3328
温度（℃） 24 25 26 28 30
折光指数 1.3326 1.3325 1.3324 1.3322 1.3319
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(2)样液测定
①以脱脂棉球蘸取乙醇擦净棱镜表面，挥干乙醇。 滴加1-2滴样液于下面棱镜的中央。迅速闭合两块 棱镜，调节反光镜，使两镜筒内视野最亮。 ②由目镜观察，转动棱镜旋钮，使视野出现明暗两 部分。 ③旋转色散补偿器旋钮，使视野中只有黑白两色。 ④旋转棱镜旋钮，使明暗分界线在十字线交叉点。
蔗糖溶液的折射率随浓度增大而升高。通过测 定折射率可以确定糖液的浓度及饮料、糖水罐头等 食品的糖度，还可以测定以糖为主要成分的果汁、 蜂蜜等食品的可溶性固形物的含量。
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各种油脂具有其一定的脂肪酸构成，每种脂肪酸均 有其特定的折射率。
含碳原子数目相同时不饱和脂肪酸的折射率比饱和 脂肪酸的折射率大得多；
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手提折光计
OK—观测筒 P—棱镜 D—盖板
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手持糖度计的读数
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阿贝折光仪的使用方法
(1)折光仪的校正 通常用蒸馏水\标准玻璃块 \溴化萘进行校准 在20℃下折光仪应表示出蒸馏水折射率为
1.3330或可溶性固形物为0。 在25℃下折光仪应表示出蒸馏水折射率为
1.3325
不饱和脂肪酸分子量越大，折射率也越大；
酸度高的油脂折射率低。
因此测定折射率可以鉴别油脂的组成和品质。
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正常情况下，某些液态食品的折射率有一定的范 围 ， 如 正 常 牛 乳 乳 清 的 折 射 率 在 正 1.34199 ～ 1.34275之间，当这些液态食品因掺杂、浓度改变或 品种改变等原因而引起食品的品质发生了变化时， 折射率常常会发生变化。
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注意事项
当温度低于10℃或高于30℃时,不能用0.00038的 校正系数进行换算(因为表中温度的范围为10-30 ℃),而须通入恒温水,使样品达到规定温度后,再 测定折光指数. 花生油为N40 1.460-- 1.465 大豆油为 N40 1.466-- 1.470
沾取油样的玻璃棒必须是圆头的,以防刮伤棱镜！