旋光率的测量

实验目的

1 .掌握旋光仪的基本原理。

2 .学会旋光仪的使用。

3 .学会用作图法计算未知溶液的浓度

实验原理

1 .对溶液或液体，旋光度 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：

( 2 )

式中

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

。

2 .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 l 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(

l =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

就可由( 2 )式算出其旋光率。

显然，在液体层厚度 L 不变时，如果依次改变浓度 C ，测出相应的旋光度

，然后画出 曲线

——旋光曲线，则得到一条直线，其斜率为

。从该直线的斜率也可以算出旋光率 。反之，通过

测量旋光性溶液的旋光度，可确定溶液中所含旋光物质的浓度。通常可根据测出的旋光度从该物质的旋光

曲线上查出对应的浓度。

在这里，我们忽略了温度和溶液浓度对于旋光率的影响，实际上旋光率

与温度和浓度均有关。例

如，在 20

时，对于黄光 D 线糖水溶液的旋光率为：

( 3 )

其中百分浓度： C =0--50 (克/100克溶液)。

当温度 t 偏离 20

，在 14-- 30 时，其旋光率温度变化的关系为

( 4 )

大体上，在 20

附近，温度每变化 1 ，糖水溶液的旋光率约变化 0.24 。

实验内容

( 1 ) 打开电源，使钠灯预热 5 分钟。

( 2 )调节旋光仪的目镜，使能看清视场中两(或三)部分的分界线。

( 3 )确定参考点：调检偏器旋钮，使三分场的分界线消失，且视场较暗，而亮度相同，此点为参考点，

记下刻度盘上左右窗相应读数。

( 4 )液体应装满测试管，若有气泡，气泡应放在试管的突起处，再将试管放人旋光仪中。

( 5 )确定测试点：第二次对望远镜聚焦，使三分场清晰，再调检偏器旋钮，使三分视场的分界线消失，

且视场较暗，此时为测试点。记下刻度盘上左右窗读数，即完成一次测量。对每支测管重复步骤 5 三次。

( 6 )测量液层厚度L不变，但是在不同浓度下溶液的旋光度

，在坐标纸上作出 曲线，并由此

求出该物质的旋光率。

( 7 )测出待测溶液的旋光度

。由上述 曲线确定待测溶液的浓度。

( 8 )重复多次，取

的平均值。

( 9 )由于旋光率与波长

、温度 t 和浓度 c 有关，所以在测定旋光率时应对上述各量做出记录或说

明。