临床-折光率和旋光度的测定-胡亚平-三分视场

1、折光率和旋光度的测定折光率和旋光度的测定化学教研室化学教研室胡亚平胡亚平 38311603831160实验目的实验目的使用阿贝折光仪及旋光仪测定使用阿贝折光仪及旋光仪测定液体折光率和旋光度的方法。液体折光率和旋光度的方法。测定液体折光率及旋光度的测定液体折光率及旋光度的意义。意义。阿贝折光仪及旋光仪的测定阿贝折光仪及旋光仪的测定原理及构。原理及构。实验原理实验原理一、阿贝折光仪的原理及使用一、阿贝折光仪的原理及使用法线空气空气介质V空V介作用：作用：化合物纯度的标志化合物纯度的标志鉴定未知物鉴定未知物测定溶液组成测定溶液组成(1)(1)折光率折光率折光率折光率(n)=(n)=V V空空V V介

2、介= =sinsin= =sin1影响因素：影响因素： 测定波长测定波长测定温度测定温度 =90M M(2)(2)阿贝折光仪的构造及使用方法阿贝折光仪的构造及使用方法实验原理实验原理x xy yO OM M 阿贝尔折光仪是根据临界折射现象设计的，如图： 亮区亮区暗区入射角入射角 =90o时，折射角时，折射角 最大，最大，称临界折射角。如果从称临界折射角。如果从0o到到90o ( )都有单色光入射，那么从都有单色光入射，那么从0o到临界到临界角角也都有折射光。换言之，在临也都有折射光。换言之，在临界角以内的区域均有光线通过，该界角以内的区域均有光线通过，该区是亮的，而在临界角区是亮的，而在临界角

3、以外的区以外的区域，由于折射光线消失而没有光线域，由于折射光线消失而没有光线通过，故该区是暗的，两区将有一通过，故该区是暗的，两区将有一条明暗分界线，由分界线的位置可条明暗分界线，由分界线的位置可测出临界角测出临界角。实验原理实验原理1.测量望远镜 2.消色散旋钮3.恒温水进口 4.温度计 5.测量棱镜 6.铰链7.辅助棱镜 8.加液槽9.反射镜 10.读数望远镜11.转轴 12.刻度盘罩13.锁钮 14.底座阿贝折光仪构造图阿贝折光仪构造图折光率范围：折光率范围：1.3-1.7精度：精度：0.0001使用方法：使用方法：( (一一).). 清洗棱镜清洗棱镜松开锁钮，开启辅助棱镜，使其磨砂的斜

4、面处于水平位置，用松开锁钮，开启辅助棱镜，使其磨砂的斜面处于水平位置，用滴管加少量乙醇清洗上、下镜面，晾干。滴管加少量乙醇清洗上、下镜面，晾干。( (用擦镜纸单向擦拭用擦镜纸单向擦拭) )( (二二).). 校正零点校正零点用滴管滴用滴管滴2-32-3滴蒸馏水（滴蒸馏水（n=1.3330n=1.3330），用锁钮将两棱镜锁在一），用锁钮将两棱镜锁在一起，旋紧锁钮，校正零点。起，旋紧锁钮，校正零点。( (三三).).加样加样保持辅助棱镜水平，用滴管滴保持辅助棱镜水平，用滴管滴3-43-4滴待测液体，用锁钮将两棱滴待测液体，用锁钮将两棱镜锁在一起，旋紧锁钮。若试样易挥发，则可在两棱镜接近闭镜锁在一

5、起，旋紧锁钮。若试样易挥发，则可在两棱镜接近闭合时从加液小槽中加入，然后闭合两棱镜，锁紧锁钮。合时从加液小槽中加入，然后闭合两棱镜，锁紧锁钮。n n校正值校正值= n测定值测定值-1.3330 n n待测液待测液= n测定值测定值- n n校正值校正值( (可正可负可正可负) )( (四四). ). 对光对光调节反射镜，使视场最亮。调节反射镜，使视场最亮。( (五五). ). 粗调粗调转动手柄，使刻度盘标尺上的示值逐渐增大，直至观察到转动手柄，使刻度盘标尺上的示值逐渐增大，直至观察到视场中出现彩色光带或黑白临界线为止。视场中出现彩色光带或黑白临界线为止。( (六六). ). 消色散消色散转动消

6、色散手柄，使视场内呈现一个清晰的明暗临界线。转动消色散手柄，使视场内呈现一个清晰的明暗临界线。( (七七).). 精调精调再次调节位置旋钮，使临界线正好通过目镜中十字线的交点再次调节位置旋钮，使临界线正好通过目镜中十字线的交点( (八八).).读数读数从读数镜筒中读取折射率从读数镜筒中读取折射率注意：注意：左边的刻度是工业上测左边的刻度是工业上测蔗糖溶液的折光率时才用的。蔗糖溶液的折光率时才用的。实验原理实验原理旋光度测定旋光度测定实验原理实验原理二、旋光仪的使用二、旋光仪的使用(1)(1)平面偏振光和物质的旋光性平面偏振光和物质的旋光性 光波是一种电磁波，它的振动方向与前进方向垂直。光波是一

7、种电磁波，它的振动方向与前进方向垂直。 AABBCD光源（1 ）光的前进方向与振动方向DC（2）普通光的振动平面图 6-1 光的传播光束前进方向实验原理实验原理 在光前进的方向上放一个（在光前进的方向上放一个（Nicol）棱晶或人造偏振片，）棱晶或人造偏振片，只允许与棱晶晶轴互相平行的平面上振动的光线透过棱晶，而只允许与棱晶晶轴互相平行的平面上振动的光线透过棱晶，而在其它平面上振动的光线则被挡住。在其它平面上振动的光线则被挡住。这种只在一个平面上振动这种只在一个平面上振动的光称为平面偏振光，简称偏振光或偏光。的光称为平面偏振光，简称偏振光或偏光。 AABCDBDCAA普通光平面偏振光晶轴Nic

8、ol棱晶实验原理实验原理能使平面偏振光振动平面旋转的性质称为能使平面偏振光振动平面旋转的性质称为旋光性旋光性。使偏振光振动平面旋转的角度称为使偏振光振动平面旋转的角度称为旋光度旋光度，用，用表示。表示。 AABCDBDCAAAABCDBDCAA乙醇不旋光物质乳酸旋光性物质 能使偏振光能使偏振光振动平面向右旋振动平面向右旋转的物质称转的物质称右旋右旋性物质性物质(+)，能使，能使偏振光振动平面偏振光振动平面向左旋转的物质向左旋转的物质称称左旋性物质左旋性物质(-)，实验原理实验原理v旋光度旋光度 ，可直接由旋光仪读出，其值取决于：，可直接由旋光仪读出，其值取决于：被测分子的立体结构被测分子的立体

9、结构温度温度(T)、波长、波长()被测定溶液的浓度被测定溶液的浓度(c)，单位，单位 g . ml-1溶液的厚度溶液的厚度(样品管的长度样品管的长度L) ，单位，单位 dm因此因此并非特征物理常数，而用并非特征物理常数，而用比旋光度比旋光度 来作为旋光活性物质的特征物理常数。来作为旋光活性物质的特征物理常数。 T实验原理实验原理比旋光度：比旋光度：当物质溶液的浓度为当物质溶液的浓度为1g/ml1g/ml，盛液管的长度，盛液管的长度为为1dm1dm时，所测物质的旋光度。时，所测物质的旋光度。 clT通过旋光度的测定可计算旋光性物质的纯度和含量，鉴别光学活性物质。光源起偏镜盛液管检偏镜观察目镜刻度

10、盘不旋光物质旋光仪工作原理示意图旋光物质亮暗亮实验原理实验原理旋光度三分视场变化示意图三分视场变化示意图 三分视场原理三分视场原理：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光性，使偏振光旋转了一个角度（2 3）：(3)(3)使用方法使用方法( (一一) )预热仪器预热仪器接通旋光仪电源，开启开关，预热接通旋光仪电源，开启开关，预热5-105-10分钟，待钠光分钟，待钠光灯发光正常可开始工作。灯发光正常可开始工作。( (二二) )调整仪器零点调整仪器零点将样品管充满蒸馏水将样品管充满蒸馏水( (气泡排至球形膨大部

11、分气泡排至球形膨大部分) ) 放放入旋光仪入旋光仪 调目镜焦距使视场清晰调目镜焦距使视场清晰 调节刻度盘调节刻度盘手轮找到仪器的零视场手轮找到仪器的零视场( (暗而不黑的均匀视场暗而不黑的均匀视场三分视三分视场场) ) 读取刻度值读取刻度值( (左右左右) )，取平均值作为仪器的零点。，取平均值作为仪器的零点。( (三三) )测样品的旋光度测样品的旋光度样品管中装入待测液样品管中装入待测液( (润洗样品管润洗样品管2-32-3次，确保待测液次，确保待测液浓度不变浓度不变) ) 放入旋光仪放入旋光仪 调目镜焦距使视场清晰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读数调节刻度盘手轮找到仪

12、器的零视场读数 读数读数减去零点值即为样品在该条件下的旋光度。减去零点值即为样品在该条件下的旋光度。( (四四) )读数读数仪器采用仪器采用光学游标跳线对准光学游标跳线对准的的读数装置读数装置:刻度盘刻度盘分分360格格，每格读数，每格读数值为值为1，游标游标分分20格格，每格，每格读数值读数值为为0.0517450.500.10174.105.50主主尺尺1601700201030游游标标尺尺0246810主主尺尺1601700201030游游标标尺尺0246810实验原理实验原理读读数数右旋记作右旋记作(+) (+) 左旋记作左旋记作(-)(-)实验步骤实验步骤1.折光率的测定(1)无水乙

13、醇作为清洗液擦拭棱镜，蒸馏水作为标准 液体校正仪器零点。(2)分别测定丙酮及乙酸乙酯的折光率三次。2.旋光度的测定 用蒸馏水校正旋光仪的零点，并测定未知浓度葡萄糖溶液的旋光度，并根据比旋光度计算其浓度。数据处理数据处理 1 2 3 平均值平均值乙醇乙醇 乙酸乙酸乙酯乙酯样品次数折光率的测定折光率的测定温度：温度：校正值：校正值：数据处理数据处理测定序号测定序号 1 2 葡萄糖溶液的浓度葡萄糖溶液的浓度(g.ml-1)用蒸馏水校正用蒸馏水校正 仪器零点仪器零点左刻度盘读数左刻度盘读数右刻度盘读数右刻度盘读数刻度盘平均读数刻度盘平均读数旋光仪的零点值旋光仪的零点值葡萄糖溶液葡萄糖溶液旋光度的测定旋

14、光度的测定左刻度盘读数左刻度盘读数右刻度盘读数右刻度盘读数刻度盘平均读数刻度盘平均读数旋光度平均值旋光度平均值旋光度的测定旋光度的测定样品样品 = 实测值实测值零点校零点校 clT实验实验完毕完毕 关闭电源，交回旋光管关闭电源，交回旋光管 待测溶液中不能含有悬浮的尘埃或污物的待测溶液中不能含有悬浮的尘埃或污物的颗粒颗粒，它们可能，它们可能会分散入射的偏振光会分散入射的偏振光 旋光管放置时，管的膨大端向上，轻轻叩击直至气泡全部旋光管放置时，管的膨大端向上，轻轻叩击直至气泡全部被捕集在膨大的环内。确保被捕集在膨大的环内。确保光通光通路中无路中无气泡气泡存在存在 勿在旋光管两端的玻璃尾板上沾上手印勿在旋光管两端的玻璃尾板上沾上手印保持光路清洁、畅通：保持光路清洁、畅通：1. 影响折光率的因素有哪些？影响折光率的因素有哪些？思考题思考题测定波长 测定温度2. 测定折光率时，为何要用清洗液擦洗棱镜？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，