实验27用旋光仪测旋光性溶液的浓度.doc

PAGE PAGE 3 实验27 用旋光仪测旋光性溶液的浓度 [实验目的] 1．观察光的偏振现象和偏振光通过旋光物质后的旋光现象。 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。 3．进一步熟悉用图解法处理数据。 [实验仪器] 旋光仪、蒸馏水、测试液体、待测液体等。 [实验原理] 偏振光通过某些晶体或某些物质的溶液以后，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，这个角α 称为旋光角。它与偏振光通过溶液的长度L 和溶液中旋光性物质的浓度C 成正比，即 式中αm 称为该物质的旋光率。如果L 的单位用dm ，浓度C 定义为在1 cm3 溶液内溶质的克数，单位用g／cm3 ，那么旋光率αm的单位为（o）cm3／(dm·g)。 若已知待测旋光性溶液的浓度C 和液柱的长度L ，测出旋光角，就可以由上式算出旋光率αm 。也可以在液柱长L 变的条件下，依次改变浓度C ，测出相应的旋光角，然后画出α与C 的关系图线(称为旋光曲线)，它基本是条直线，直线的斜率为αmL，由直线的斜率也可求出旋光率αm 。反之，在已知某种溶液的旋光曲线时，只要测量出溶液的旋光角，就可以从旋光曲线上查出对应的浓度。 [实验内容及步骤] 一、调整旋光仪 1．接通旋光仪电源，约5 min后待钠光灯发光正常，开始实验。 2．校验零点位置。 3．将装有蒸馏水的测试管放入旋光仪的试管筒内，调节望远镜的调焦手轮和度盘转动手轮，观察是否有旋光现象。 二、测定旋光性溶液的旋光率和浓度 1．测不同浓度的溶液的旋光角α 。 2．在坐标纸上根据作图法规则，绘出α-C图线。根据图解法规则，由图线的斜率求出该物质的旋光率αm 。 4．将浓度未知的溶液装入测试管，测出旋光角α ，再从α-C图线上确定待测液体的浓度。 [数据表格] 表27-1 调整旋光仪 单位：度（°） 次数 1 2 3 4 5 6 平均值 α0 0.00 -0.10 0.00 -0.10 -0.05 -0.05 -0.05 α0 0.00 -0.19 0.00 -0.10 -0.05 -0.05 -0.05 表27-2 测定旋光性溶液的旋光率和浓度 单位：度（°） C 0.04 0.08 0.12 0.15 Cx 次数 αi αi αi αi αi αi αi αi αi αi 1 2.10 2.10 4.10 4.15 6.25 6.25 7.75 7.70 5.25 5.25 2 2.05 2.00 4.10 4.10 6.25 6.20 7.75 7.75 5.25 5.35 3 2.10 2.05 4.05 4.10 6.30 6.30 7.75 7.75 5.35 5.35 4 2.05 2.00 4.10 4.15 6.20 6.20 7.75 7.70 5.30 5.25 5 2.10 2.10 4.10 4.10 6.30 6.25 7.75 7.75 5.30 5.30 6 2.05 2.00 4.05 4.05 6.25 6.25 7.80 7.75 5.30 5.30 平均 2.07 2.04 4.08 4.11 6.26 6.24 7.76 7.73 5.30 5.30 α 2.10 4.08 6.30 7.80 5.35 旋光角： ，旋光液的长度： L = 1.00 dm [数据处理] 根据数据表格27-1和27-2，画得α-C图线（见下页）。 一、测定旋光性溶液的旋光率 由α-C图线可以求其斜率为 又因为k = αmL ，所以 二、测定待测旋光性溶液的浓度 从α-C图线可知： Cx = 0.102 g/cm3 图 图27-1 0.102 ( g/cm3 ) 7.50° 2.60° 0.050 ( g/cm3 ) 0.144 ( g/cm3 ) 5.35° 0.02 0.06 0.08 0.10 0.04 0.14 0.12 1.00 3.00 4.00 5.00 2.00 7.00 6.00 8.00 C ( g/cm3 ) α (°) 光的波长：λ = 589.3 nm 环境温度：22 °C O