旋光度左旋是正是180度时 溶液是左旋还是右旋呢？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2022-11-15 17:33 标签： 旋光度左旋是正

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1、实验二 旋光仪测定溶液的浓度及旋光度【实验目的】1、 加深对旋光现象的理解，观察线偏振光通过旋光物质的旋光现象。2、 掌握旋光仪的构造原理和使用方法。3、 测定糖溶液的比旋光率及其浓度。【实验仪器】4、 1、WXG-4小型旋光仪5、 2、烧杯 3、蔗糖 4、葡萄糖 5、蒸馏水 6、物理天平 7、玻璃棒 8、温度计 等。【实验原理】光是电磁波，它的电场和磁场矢量互相垂直，且又垂直于光的传播方向。通常用电矢量代表光矢量，并将光矢量与光的传播方向所构成的平面称为振动面。在传播方向垂直的平面内，光矢量可能有各种各样的振动状态，被称为光的偏振态。若光的矢量方向是任意的，且各方向上光矢量大小的时间平均值是

2、相等的，这种光称为自然光。若光矢量可以采取任何方向，但不同的方向其振幅不同，某一方向振动的振幅最强，而与该方向垂直的方向振动最弱，则称为部分偏振光。若光矢量的方向始终不变，只是其振幅随位相改变，光矢量的末端轨迹是一条直线，则称为线偏振光。当线偏振光通过某些透明物质（例如糖溶液）后，偏振光的振动面将以光的传播方向为轴线旋转一定角度，这种现象称为旋光现象。旋转的角度称为旋光度。能使其振动面旋转的物质称为旋光性物质。旋光性物质不仅限于像糖溶液、松节油等液体，还包括石英、朱砂等具有旋光性质的固体。不同的旋光性物质可使偏振光的振动面向不同方向旋转。若面对光源，使振动面顺时针旋转的物质称为右旋物质；使振动

3、面逆时针旋转的物质称为左旋物质。 实验证明，对某一旋光溶液，当入射光的波长给定时，旋光度与偏振光通过溶液的长度l和溶液的浓度c成正比，即 （1） 式中旋光度的单位为“度”，偏振光通过溶液的长度l的单位为dm ，溶液浓度的单位为。为该物质的比旋光率，它在数值上等于偏振光通过单位长度(m)单位浓度()的溶液后引起的振动面的旋转角度。其单位为度mldm-1g-1由于测量时的温度及所用波长对物质的比旋光率都有影响，因而应当标明测量比旋光率时所用波长及测量时的温度。例如 =66.5，它表明在测量温度为50，所用光源的波长为5893时，该旋光物质的比旋光率为66.5。若已知某溶液的比旋光率，且测出溶液试管

4、的长度l和旋光度，可根据式1求出待测溶液的浓度，即 （2） 通常溶液的浓度用100ml溶液中的溶质克数来表示，此时上式改写成 （3）在糖溶液浓度已知的情况下，测出溶液试管的长度l和旋光度，就可以计算出该溶液比旋光率，即 （4）旋光仪的结构如图1物质的旋光性测量的简单原理如图2所示。首先将起偏镜与检偏镜的偏振方向调到正交，我们观察到视场最暗。然后装上待测旋光溶液的试管，因旋光溶液的振动面的旋转，视场变亮，为此调节检偏镜，再次使视场调至最暗，这时检偏镜所转过的角度，即为待测溶液的旋光度。光源溶液眼睛P1P2图2 物质的旋光性测量简图由于人们的眼睛很难准确地判断视场是否全暗，因而会引起测量误差。为此

5、该旋光仪采用了三分视场的方法来测量旋光溶液的旋光度。从旋光仪目镜中观察到的视场分为三个部分，一般情况下，中间部分和两边部分的亮度不同。当转动检偏镜时，中间部分和两边部分将出现明暗交替变化。图15-3中列出四种典型情况，即（a）中央为暗区，两边为亮区；（b）三分视界消失，视场较暗；（c）中间为亮区，两边为暗区；（d）三分视界消失，视场较亮。中间为暗区两边为亮区 （a）中间为亮区两边为暗区 （c）三分视界消失视场较暗 （b）三分视界消失视场较亮 （d）图3 转动检偏镜时，目镜中视场明暗变化由于在亮度不太强的情况下，人眼辨别亮度微小差别的能力较大，所以常取图3（b）所示的视场为参考视场。并将此时检偏

6、镜的位置作为刻度盘的零点，故称该视场为零度视场。当放进了待测旋光液的试管后，由于溶液的旋光性，使线偏振光的振动面旋转了一定角度，使零度视场发生了变化，只有将检偏镜转过相同的角度，才能再次看到图3（b）所示的视场，这个角度就是旋光度，它的数值可以由刻度盘和游标上读出。【实验步骤】1. 溶液的配置使用天平配置一定浓度的标准溶液，溶液的浓度由各个小组自由配置，测量后算出溶液的旋光度，待测溶液可由已测量过的标准溶液加入不定量的糖（葡萄糖）或蒸馏水调制而成。2.调整旋光仪 (1)接通电源，开启电源开关，约五分钟后，钠光灯发光正常，便可使用。 (2)调节旋光仪调焦手轮，使其能观察到清晰的三分视场。 (3)

7、转动检偏器，观察并熟悉视场明暗变化的规律，掌握零度视场的特点是测量旋光度的关键。零度视场即三分视界消失，三部分亮度相等，且视场较暗。(4)检查仪器零位是否正确。在试管未放入仪器前，掌握双游标的读法，观察零度视场的位置与零位是否一致。若不一致，说明仪器有零位误差，记下此时读数。重复测定零位误差三次，取其平均值。注意应在读数中减去（有正负之分）。123（度）左右左右左右3.测定蔗糖溶液的比旋光率 (1)实验室事先将制备好的标准溶液注满试管。 (2)将试管放入旋光仪的槽中，转动刻度盘，再次观察到零度视场时，读取，重复三次求出平均值。算出旋光度。(3)将、l、c代入式4，计算出标准溶液的比旋光率。并注

8、意标明测量时所用的波长和测量时的温度。试管长度l (d)浓度c(g/100ml)读数平均值(度)旋光度溶液比旋光率(度mldm-1g-1)123左右左右左右4.测量蔗糖溶液的浓度 将长度已知、性质和标准溶液相同、而溶液浓度未知的溶液试管，放入旋光仪中，测量其旋光度。将测得的旋光度、溶液试管长度l和前面测出的比旋光率代入式3，求出该溶液的浓度c。试管长度l(dm)读数平均值(度)旋光度(度)溶液浓度c(g/100ml)123左右左右左右5.测量葡萄糖标准溶液及未知浓度溶液，方法及表格请参考步骤3和4。【实验数据】 本实验所用试管长度10.0cm 零点误差为0

11、我们可以检测出葡萄糖溶液的旋光度为5.19o，蔗糖溶液的旋光度为6.33o。且可以通过此旋光度反推溶液的浓度。在做未知蔗糖浓度的眩光实验时，当眩光液停放的时间越久（由于钠光灯发光发热）时，通过旋光度反推出来的溶液浓度越来越大，暨溶质的溶解量越来越大。可推出物质的最大溶解度与温度有光。【注意事项】1配置溶液时要注意天平的使用方法和溶液搅拌的方式。2每一种溶液配制时不要超过25ml。3溶液注满试管，旋上螺帽，两端不能有气泡，螺帽不宜太紧，以免玻璃窗受力而发生双折射，引起误差。4注入溶液后，试管及其两端均应擦拭干净方可放入旋光仪。5在测量中应维持溶液温度不变。试管的两端经精密磨制，以保证其长度为确定

12、值，使用要十分小心，以防损坏试管。6试管中溶液不应有沉淀，否则应更换溶液。每次调换溶液，试管应清洁先用蒸馏水荡涤试管，然后再用少许将要测试的溶液荡涤，并同上法操作。7实验完毕后务必将所用过的试管、烧杯、玻璃棒等用具置于镂空盘中用水冲洗干净！并将糖归置于防潮柜中。【思考题】1测量糖溶液浓度的基本原理? 答：由对于某一眩光溶液，当入射光的波长给定时，旋光度与偏振光通过溶液的长度l和溶液的浓度C成正比，暨 =cl所以只要知道溶液的比眩光率，且测出溶液试管的长度l和旋光度即可计算出糖的浓度。2. 什么是旋光现象、比旋光率？比旋光率与哪些因素有关？答：当线偏振光通过某些透明物质（例如糖溶液）后，偏振光的 

在蔗糖的水解反应中,反应物蔗糖是右旋性物质,其比旋光度[α]20D =66.6°.
产物中葡萄糖也是右旋性物质,其比旋光度[α]20D=52.5°；而产物中的果糖则是左旋性物质,其比旋光度[α]20D=-91.9°.因此,随着水解反应的进行,右旋角不断减小,最后经过零点变成左旋.旋光度与浓度成正比,并且溶液的旋光度为各组成的旋光度之和.若反应时间为0,t,∞时溶液的旋光度分别用α0,αt,α∞表示.则：α0＝K反C0 (表示蔗糖未转化)
α∞＝K生C0 (表示蔗糖已完全转化) 式中的K反和K生分别为对应反应物与产物之比例常数.

老师，您好，我觉得实验补充教材上32页实验原理三的最后一段“面对光射来的方向”一句不对，应该改为“沿着光传播的方向”，否则与其它书上的左旋右旋规定以及该书34页表格中的数据恰好相反。 另外实验告示牌上“在验证马吕斯定律时，检偏器转动角度测量以消光位置为参考点，但在数据处理时，要注意（角度）换算”，我认为这是对的，但这又与实验补充教材上的步骤相斥，而且告示牌上建议的表格也要修改，所以我觉得这些地方应及时修正或明确说明，避免引起实验者数据处理时才发现错误，难以改正。

光是一种电磁波，其电、磁矢量的振动方向垂直于传播方向，是横波。偏振特性是光的重要性质之一，在生活、生产和科研实践中有许多重要应用。

线偏振光在某些媒介中传播时，其偏振面会发生连续偏转的现象称为旋光。

本实验希望学生能掌握判断光束偏振状态和改变光束的偏振状态的方法、利用旋光性测量糖溶液的溶度，了解不同的传输过程对光的偏振状态的改变和光的偏振性、旋光在实际中的应用实例。

具体内容请参看补充讲义。

具有旋光性的溶液对一偏振光束的旋光度正比于该溶液的浓度，在旋光率已知时，可以通过测量旋光度求出溶液的浓度。

具体的实验步骤请参看《补充讲义》中“补充试验6”的有关内容。

  1. 光强探测器的调零只对所选的档位有效，即如果在μW档调零以后，相同条件下mW档的读数并不为零，反之亦然，实验测量中哪部分内容需要严格调零？须在哪个档位调零？

  2. 偏振片为什么能改变光束的偏振状态？

  3. 验证马吕斯定律时怎么进行数据处理最直观？

  4. 光路调节时，如果需要调解的元器件较多，该以什么样的顺序调节各个元器件？

  5. 判断蔗糖溶液的旋光性是“左旋”还是“右旋”时，要注意什么？请认真阅读定义，否则很容易出错。

>讲义上的选做内容与实际不符，希望老师能做一定修改。谢谢。 ——

讲义上的选做内容与实际应该相符,就是有的内容要做,有的不要做(或要求不一样). 因为每学期内容视具体情况略有修改,所以讲义或书上内容供预习时用.到实验室以告示牌为准,也可在预习时参考告示牌(网上有).

做这个实验让我了解了维吾尔医学。因为看见山道年，然后就上网查山道年是什么，然后就不知不觉逛到讲维吾尔医学的网页上去了。——张赢

同一种溶质在不同溶剂中会有不同比旋光率吗？

溶剂对比旋光度也有影响。

在利用螺杆实现移动、定位的测量仪器中，由于相互啮合的螺纹之间不是十分紧密，存在一定的缝隙，在螺杆分别向前和向后运动（或向上和向下）移动测量的参考点（如读数显微镜中的十字准线）时，所得到的读数是不同的，这就是螺距误差。现实生活中的实例是：在用调节螺杆改变（拧螺母用的）扳手张口的大小时，可以非常清楚地感觉到螺距误差的存在。

选做实验部分可以验证得出溶液的旋光率约与波长的平方成反比，请问溶液旋光率跟温度的关系是怎样的呢？

糖溶液旋光率跟温度的近似关系：a(t)=a[(1-0.00037)(t-20)] ， 式中a是20摄氏度时糖溶液的旋光率。

请问为什么说确定旋光物质是左旋还是右旋非常容易出错呢？正确的方法应该是怎样？为什么实验中老师没有要求我们判断左旋还是右旋？谢谢

讲义上有介绍正确的方法.这个不是老师有没有要求,而是学生本人在实验中应该会判断.

请问本实验中使用的激光波长为多少？配制溶液部分是选作内容吗？ ——

做完实验会告诉你激光波长是多少(实验室黑板上有),一般半导体激光器波长为652nm,溶液已经配好.在本实验中不要求自己配制溶液.

请问老师：实验中I与a、θ与c均要作图，均只测一组数据，该如何求出各自的不确定度呢？

作图，不要求计算不确定度

问老师，我再验证马吕斯定律试验中，虽然i与cosa 呈线性关系，但是斜率不为2，大概1.75左右，误差有12.5%，请问是什么原因造成呢？光强太小？为什么？数据的处理，我用了excel,省略了最小二乘法等数据的运算过程，这样子可以吗？请问考试的时候会考我们是否熟记最小二乘法、相关系数、标准误差这些求法吗？— 13:19

斜率不为2，误差有12.5%，实验与作图都有可能。关于熟记最小二乘法，考试的时候会有要求，考试前（答疑时）询问老师。 — 童培雄 17:29

请问老师，我在验证马吕斯定律实验中，处理数据时发现光强 I 不与 cosa^2 成线性关系，而是与 cosa 成线性关系，这可能是什么原因造成的？需要再做一次实验吗？

先确定是否由数据处理过程造成的，然后再决定是否要重做实验 — 童培雄

老师您好。在实验中每个样品管中都有气泡，请问封装时为什么没有去除，气泡不会造成实验误差吗？

对不起，提问时麻烦请签名（按上面签名钮自动生成）。样品管中有气泡是由以下二种情况造成的，一种是封装时混入空气，另一种是使用时漏气。第一种情况不会发生。因为封装时很严格，玻璃管内不能有气体，否则重新封装。通常是由第二种情况造成的。使用时间越长，管子漏气会越多。所以每个玻璃管有很粗的一段（玻璃泡）。测量时，如果管子内有少量气体时，把气体“赶”入玻璃泡内。如果气体较多时，不能测量，需重新封装。

老师您好！我在记录不同浓度的蔗糖溶液的旋光度时，数据选取时没有选择靠近的记录，而是有的数据多了180度 。因为振动在一个平面上，所以有的数据会相比其他的多了180度。我想知道这样的数据是正确的吗，还是必须各组数据之间相差不大？能不能把有些测得的多了180度的数据最后作图时直接减去180度来用呢？ — tianxuechen 21:08

老师，您好。 对于上一位同学提出的第一个问题，我有不同意见。根据我自己测出的数据和查阅的参考书都表示，在面对光射来的方向，如果透振方向顺时针旋转则是右旋物质，如果透振方向逆时针旋转则是左旋物质。 在验证马吕斯定律的实验中，我也同样觉得先测出光强最小的位置的光强再依次递加15度更合理，因为要精确测出最大光强所对应的角度并不容易，而测出最小光强所对应的角度则是要容易得多。我建议可以在实验讲义上更改一下。— 吴蒙 16:17

我认为：上一位同学提出的第一个问题与你回答问题内容不同，关于测出光强最小的位置好，还是光强最大的位置好。各有优缺点。光强最大的位置的测量方法有可能使传感器饱和，光强最小的位置的测量方法有可能误差较大。如果有兴趣，两个都可试一试。 — 童培雄 09:05

老师，您好。请问实验室有提供1/4波片么？另外，圆偏振光和自然光的区别在哪里？还有一个问题，为什么测出光强最小的位置会有可能使误差较大？我认为测最大位置使传感器饱和的话形成的误差更大一些。 — 李力 23:19

没有提供1/4波片。有关1/4波片，圆偏振光不要求。有兴趣同学可去看相关的参考书。只要掌握偏振光和自然光的区别。因为光强最小的位置时有效数字没有光强最大的位置多，一点点差别到后面会引起较大误差。但最大位置时，只要传感器不饱和，误差还是可以的 — 童培雄 10:15

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