實(shí)驗(yàn)十 用旋光儀測(cè)定糖溶液的濃度

1、實(shí)驗(yàn)十用旋光儀測(cè)定糖溶液的濃度物理學(xué)與信息學(xué)教研室 方玉盛【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹渴煜ば鈨x的結(jié)構(gòu)、原理和使用方法；測(cè)量旋光溶液的旋光率和百分濃度【實(shí)驗(yàn)器材】旋光儀，盛液玻璃管，溫度計(jì)，已知和未知濃度的葡萄糖溶液。實(shí)驗(yàn)原理對(duì)于透明的固體來(lái)說(shuō)旋光角與光透過(guò)物質(zhì)的厚度L成正比；而對(duì)于液體來(lái)說(shuō)除了厚度之外，還與溶液的濃度c成正比。同時(shí)，旋轉(zhuǎn)的角度，還與溶液的溫度t以及光的波長(zhǎng)有關(guān)。實(shí)驗(yàn)證明在給定波長(zhǎng)(單色光)和一定溫度下，如旋光物質(zhì)為溶液，則旋光角由下式表示：在上式中 為旋光率，C為100毫升溶液中含有溶質(zhì)的克數(shù)，L為溶液厚度，以分米為單位。旋光率隨不同的溶液而異，對(duì)于同一種溶液來(lái)說(shuō)，它是隨波長(zhǎng)而異的常數(shù)，實(shí)驗(yàn)

2、室的旋光儀常以鈉光作光源，故波長(zhǎng)已定。而溫度的改變，對(duì)旋光率稍有影響，就大多數(shù)物質(zhì)來(lái)講，當(dāng)溫度升高攝氏1度時(shí)，旋光率約減小千分之幾。 通過(guò)對(duì)旋光角的測(cè)定，可檢驗(yàn)溶液的濃度、純度和溶質(zhì)的含量，因此旋光測(cè)定法在藥物分析、醫(yī)學(xué)化驗(yàn)和工業(yè)生產(chǎn)及科研等領(lǐng)域內(nèi)有著廣泛地應(yīng)用。在醫(yī)、藥學(xué)中常用的分析方法有比較法和間接測(cè)定法。 一、比較法已知濃度為C1的某種旋光性溶液，其厚度為L(zhǎng)1，可測(cè)出其旋光角1。要測(cè)同種未知濃度的溶液，只要測(cè)定該溶液在厚度為L(zhǎng)2時(shí)的旋光角就可計(jì)算出未知濃度。 得 如果兩溶液厚度相同，則 二、間接測(cè)定法 對(duì)于已知旋光率的某種旋光性溶液，測(cè)出溶液厚度為L(zhǎng)時(shí)的旋光角，就可由式(91)計(jì)算出濃度

3、C。 測(cè)定物質(zhì)旋光角的儀器叫旋光儀。旋光儀外形如圖91。其工作原理如圖92所 示。圖91 旋光儀外形 1底座 2電源開(kāi)關(guān) 3 度盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪 4 讀數(shù)放大鏡 5 調(diào)焦手輪 6度盤(pán)及游標(biāo)7鏡筒 o鏡筒蓋 9鏡蓋手柄 10鏡蓋連接圖 11 燈罩 12燈座眼睛檢偏器偏振面旋轉(zhuǎn)旋光物質(zhì)二部分偏振光半蔭板平面偏振光起偏器非偏振光單色光源圖9-3 零度視場(chǎng)時(shí)檢偏器連射軸方向 圖9-4 半蔭板與三蔭板 當(dāng)盛液玻璃管裝入旋光物質(zhì)時(shí)，光振動(dòng)矢量P、P，的振動(dòng)面同時(shí)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，見(jiàn)圖92。此時(shí)視場(chǎng)發(fā)生了變化。為了找到新的零度視場(chǎng)，必須將檢偏器轉(zhuǎn)到新的位置，前后二次零度視場(chǎng)的讀數(shù)差(-0)即為溶液的旋光角。，和0的讀

4、數(shù)值可通過(guò)旋光儀的讀數(shù)放大鏡從讀數(shù)度盤(pán)上讀出。 為清除數(shù)度盤(pán)的偏心差儀器采用雙游標(biāo)讀數(shù)。度盤(pán)分360格，每格10；游標(biāo)分20格，等于度盤(pán)的19格用游標(biāo)可直接讀到0。050。從讀數(shù)盤(pán)上分別讀出左、右的刻度值L和R，則 旋轉(zhuǎn)角 。若，且度盤(pán)轉(zhuǎn)到任意位置都符合等式，則說(shuō)明儀器沒(méi)有偏心差，可以不用對(duì)頂讀數(shù)法。 使用儀器的幾點(diǎn)說(shuō)明：1將儀器接交流電源，開(kāi)啟電源開(kāi)關(guān)，約5分鐘后鈉光燈發(fā)光正常，才可開(kāi)始工作。 2選擇長(zhǎng)度適宜的裝液試管，注滿(mǎn)試液裝上橡皮圈直至不漏為止。螺帽不宜旋得太緊，以免護(hù)片玻璃發(fā)生變形，影響讀數(shù)準(zhǔn)確性。然后將試管兩頭殘余溶液擦干，以免影響觀察清晰度及測(cè)定精度。3裝溶液時(shí)試管內(nèi)不可留有氣泡

5、，如發(fā)現(xiàn)氣泡應(yīng)使之進(jìn)入試管的凸出部分，以免影響測(cè)量結(jié)果?！緦?shí)驗(yàn)步驟】 1觀察旋光儀的結(jié)構(gòu)、讀效度盤(pán)及游標(biāo)的刻度，練習(xí)游標(biāo)讀數(shù)及望遠(yuǎn)鏡的調(diào)節(jié)。旋轉(zhuǎn)檢偏器現(xiàn)察視野亮度變化情況。 轉(zhuǎn)動(dòng)檢偏器，在度盤(pán)的零度附近找到零度視場(chǎng)的位置，從讀數(shù)盤(pán)上分別讀出左、右的刻度值L0和R0；求得0。重復(fù)測(cè)量3次，取平均值作為零點(diǎn)讀數(shù)。 2測(cè)定已知溶液的旋光率。將盛有已知濃度糖溶液的玻璃管放人旋光儀的鏡筒內(nèi)，轉(zhuǎn)動(dòng)檢偏器，找出零度視場(chǎng)的新位置，從左、右度盤(pán)上分別讀出該溶液對(duì)應(yīng)的刻度值L1和R1，求得1值。重復(fù)3次，并記下相應(yīng)的數(shù)值，求得平均值，作為所測(cè)角度。根據(jù)求得旋轉(zhuǎn)角度1。由已知濃度C1和L1，根據(jù)公式(91)，可計(jì)算出糖溶液的旋光率。3測(cè)定糖溶液的未知濃度 (1)將盛有未知濃度C2的糖溶液的玻璃管放入旋光儀中，按上述步驟進(jìn)行測(cè)量，最后求得旋轉(zhuǎn)角度2根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得的 和已知的L2值，由公式(91)計(jì)算出C2值