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1cm³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5min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]
旋光角: ,旋光液的长度: L=1.00dm
[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=0.102g/cm3
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