臨床-折光率和旋光度的測(cè)定-胡亞平-三分視場(chǎng)

1、折光率和旋光度的測(cè)定折光率和旋光度的測(cè)定化學(xué)教研室化學(xué)教研室胡亞平胡亞平 38311603831160實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康氖褂冒⒇愓酃鈨x及旋光儀測(cè)定使用阿貝折光儀及旋光儀測(cè)定液體折光率和旋光度的方法。液體折光率和旋光度的方法。測(cè)定液體折光率及旋光度的測(cè)定液體折光率及旋光度的意義。意義。阿貝折光儀及旋光儀的測(cè)定阿貝折光儀及旋光儀的測(cè)定原理及構(gòu)。原理及構(gòu)。實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理一、阿貝折光儀的原理及使用一、阿貝折光儀的原理及使用法線空氣空氣介質(zhì)V空V介作用：作用：化合物純度的標(biāo)志化合物純度的標(biāo)志鑒定未知物鑒定未知物測(cè)定溶液組成測(cè)定溶液組成(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影響因素：影響因素： 測(cè)定波長測(cè)定波長測(cè)定溫度測(cè)定溫度 =90M M(2)(2)阿貝折光儀的構(gòu)造及使用方法阿貝折光儀的構(gòu)造及使用方法實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理x xy yO OM M 阿貝爾折光儀是根據(jù)臨界折射現(xiàn)象設(shè)計(jì)的，如圖： 亮區(qū)亮區(qū)暗區(qū)入射角入射角 =90o時(shí)，折射角時(shí)，折射角 最大，最大，稱臨界折射角。如果從稱臨界折射角。如果從0o到到90o ( )都有單色光入射，那么從都有單色光入射，那么從0o到臨界到臨界角角也都有折射光。換言之，在臨也都有折射光。換言之，在臨界角以內(nèi)的區(qū)域均有光線通過，該界角以內(nèi)的區(qū)域均有光線通過，該區(qū)是亮的，而在臨界角區(qū)是亮的，而在臨界角

3、以外的區(qū)以外的區(qū)域，由于折射光線消失而沒有光線域，由于折射光線消失而沒有光線通過，故該區(qū)是暗的，兩區(qū)將有一通過，故該區(qū)是暗的，兩區(qū)將有一條明暗分界線，由分界線的位置可條明暗分界線，由分界線的位置可測(cè)出臨界角測(cè)出臨界角。實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理1.測(cè)量望遠(yuǎn)鏡 2.消色散旋鈕3.恒溫水進(jìn)口 4.溫度計(jì) 5.測(cè)量棱鏡 6.鉸鏈7.輔助棱鏡 8.加液槽9.反射鏡 10.讀數(shù)望遠(yuǎn)鏡11.轉(zhuǎn)軸 12.刻度盤罩13.鎖鈕 14.底座阿貝折光儀構(gòu)造圖阿貝折光儀構(gòu)造圖折光率范圍：折光率范圍：1.3-1.7精度：精度：0.0001使用方法：使用方法：( (一一).). 清洗棱鏡清洗棱鏡松開鎖鈕，開啟輔助棱鏡，使其磨砂的斜

4、面處于水平位置，用松開鎖鈕，開啟輔助棱鏡，使其磨砂的斜面處于水平位置，用滴管加少量乙醇清洗上、下鏡面，晾干。滴管加少量乙醇清洗上、下鏡面，晾干。( (用擦鏡紙單向擦拭用擦鏡紙單向擦拭) )( (二二).). 校正零點(diǎn)校正零點(diǎn)用滴管滴用滴管滴2-32-3滴蒸餾水（滴蒸餾水（n=1.3330n=1.3330），用鎖鈕將兩棱鏡鎖在一），用鎖鈕將兩棱鏡鎖在一起，旋緊鎖鈕，校正零點(diǎn)。起，旋緊鎖鈕，校正零點(diǎn)。( (三三).).加樣加樣保持輔助棱鏡水平，用滴管滴保持輔助棱鏡水平，用滴管滴3-43-4滴待測(cè)液體，用鎖鈕將兩棱滴待測(cè)液體，用鎖鈕將兩棱鏡鎖在一起，旋緊鎖鈕。若試樣易揮發(fā)，則可在兩棱鏡接近閉鏡鎖在一

5、起，旋緊鎖鈕。若試樣易揮發(fā)，則可在兩棱鏡接近閉合時(shí)從加液小槽中加入，然后閉合兩棱鏡，鎖緊鎖鈕。合時(shí)從加液小槽中加入，然后閉合兩棱鏡，鎖緊鎖鈕。n n校正值校正值= n測(cè)定值測(cè)定值-1.3330 n n待測(cè)液待測(cè)液= n測(cè)定值測(cè)定值- n n校正值校正值( (可正可負(fù)可正可負(fù)) )( (四四). ). 對(duì)光對(duì)光調(diào)節(jié)反射鏡，使視場(chǎng)最亮。調(diào)節(jié)反射鏡，使視場(chǎng)最亮。( (五五). ). 粗調(diào)粗調(diào)轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，使刻度盤標(biāo)尺上的示值逐漸增大，直至觀察到轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，使刻度盤標(biāo)尺上的示值逐漸增大，直至觀察到視場(chǎng)中出現(xiàn)彩色光帶或黑白臨界線為止。視場(chǎng)中出現(xiàn)彩色光帶或黑白臨界線為止。( (六六). ). 消色散消色散轉(zhuǎn)動(dòng)消

6、色散手柄，使視場(chǎng)內(nèi)呈現(xiàn)一個(gè)清晰的明暗臨界線。轉(zhuǎn)動(dòng)消色散手柄，使視場(chǎng)內(nèi)呈現(xiàn)一個(gè)清晰的明暗臨界線。( (七七).). 精調(diào)精調(diào)再次調(diào)節(jié)位置旋鈕，使臨界線正好通過目鏡中十字線的交點(diǎn)再次調(diào)節(jié)位置旋鈕，使臨界線正好通過目鏡中十字線的交點(diǎn)( (八八).).讀數(shù)讀數(shù)從讀數(shù)鏡筒中讀取折射率從讀數(shù)鏡筒中讀取折射率注意：注意：左邊的刻度是工業(yè)上測(cè)左邊的刻度是工業(yè)上測(cè)蔗糖溶液的折光率時(shí)才用的。蔗糖溶液的折光率時(shí)才用的。實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理旋光度測(cè)定旋光度測(cè)定實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理二、旋光儀的使用二、旋光儀的使用(1)(1)平面偏振光和物質(zhì)的旋光性平面偏振光和物質(zhì)的旋光性 光波是一種電磁波，它的振動(dòng)方向與前進(jìn)方向垂直。光波是一

7、種電磁波，它的振動(dòng)方向與前進(jìn)方向垂直。 AABBCD光源（1 ）光的前進(jìn)方向與振動(dòng)方向DC（2）普通光的振動(dòng)平面圖 6-1 光的傳播光束前進(jìn)方向?qū)嶒?yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理 在光前進(jìn)的方向上放一個(gè)（在光前進(jìn)的方向上放一個(gè)（Nicol）棱晶或人造偏振片，）棱晶或人造偏振片，只允許與棱晶晶軸互相平行的平面上振動(dòng)的光線透過棱晶，而只允許與棱晶晶軸互相平行的平面上振動(dòng)的光線透過棱晶，而在其它平面上振動(dòng)的光線則被擋住。在其它平面上振動(dòng)的光線則被擋住。這種只在一個(gè)平面上振動(dòng)這種只在一個(gè)平面上振動(dòng)的光稱為平面偏振光，簡稱偏振光或偏光。的光稱為平面偏振光，簡稱偏振光或偏光。 AABCDBDCAA普通光平面偏振光晶軸Nic

8、ol棱晶實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理能使平面偏振光振動(dòng)平面旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)稱為能使平面偏振光振動(dòng)平面旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)稱為旋光性旋光性。使偏振光振動(dòng)平面旋轉(zhuǎn)的角度稱為使偏振光振動(dòng)平面旋轉(zhuǎn)的角度稱為旋光度旋光度，用，用表示。表示。 AABCDBDCAAAABCDBDCAA乙醇不旋光物質(zhì)乳酸旋光性物質(zhì) 能使偏振光能使偏振光振動(dòng)平面向右旋振動(dòng)平面向右旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)稱轉(zhuǎn)的物質(zhì)稱右旋右旋性物質(zhì)性物質(zhì)(+)，能使，能使偏振光振動(dòng)平面偏振光振動(dòng)平面向左旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)向左旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)稱稱左旋性物質(zhì)左旋性物質(zhì)(-)，實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理v旋光度旋光度 ，可直接由旋光儀讀出，其值取決于：，可直接由旋光儀讀出，其值取決于：被測(cè)分子的立體結(jié)構(gòu)被測(cè)分子的立體

9、結(jié)構(gòu)溫度溫度(T)、波長、波長()被測(cè)定溶液的濃度被測(cè)定溶液的濃度(c)，單位，單位 g . ml-1溶液的厚度溶液的厚度(樣品管的長度樣品管的長度L) ，單位，單位 dm因此因此并非特征物理常數(shù)，而用并非特征物理常數(shù)，而用比旋光度比旋光度 來作為旋光活性物質(zhì)的特征物理常數(shù)。來作為旋光活性物質(zhì)的特征物理常數(shù)。 T實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理比旋光度：比旋光度：當(dāng)物質(zhì)溶液的濃度為當(dāng)物質(zhì)溶液的濃度為1g/ml1g/ml，盛液管的長度，盛液管的長度為為1dm1dm時(shí)，所測(cè)物質(zhì)的旋光度。時(shí)，所測(cè)物質(zhì)的旋光度。 clT通過旋光度的測(cè)定可計(jì)算旋光性物質(zhì)的純度和含量，鑒別光學(xué)活性物質(zhì)。光源起偏鏡盛液管檢偏鏡觀察目鏡刻度

10、盤不旋光物質(zhì)旋光儀工作原理示意圖旋光物質(zhì)亮暗亮實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理旋光度三分視場(chǎng)變化示意圖三分視場(chǎng)變化示意圖 三分視場(chǎng)原理三分視場(chǎng)原理：在起偏振鏡后放置一塊狹長的石英片，由于石英片的旋在起偏振鏡后放置一塊狹長的石英片，由于石英片的旋光性，使偏振光旋轉(zhuǎn)了一個(gè)角度光性，使偏振光旋轉(zhuǎn)了一個(gè)角度（2 3）：(3)(3)使用方法使用方法( (一一) )預(yù)熱儀器預(yù)熱儀器接通旋光儀電源，開啟開關(guān)，預(yù)熱接通旋光儀電源，開啟開關(guān)，預(yù)熱5-105-10分鐘，待鈉光分鐘，待鈉光燈發(fā)光正常可開始工作。燈發(fā)光正常可開始工作。( (二二) )調(diào)整儀器零點(diǎn)調(diào)整儀器零點(diǎn)將樣品管充滿蒸餾水將樣品管充滿蒸餾水( (氣泡排至球形膨大部

11、分氣泡排至球形膨大部分) ) 放放入旋光儀入旋光儀 調(diào)目鏡焦距使視場(chǎng)清晰調(diào)目鏡焦距使視場(chǎng)清晰 調(diào)節(jié)刻度盤調(diào)節(jié)刻度盤手輪找到儀器的零視場(chǎng)手輪找到儀器的零視場(chǎng)( (暗而不黑的均勻視場(chǎng)暗而不黑的均勻視場(chǎng)三分視三分視場(chǎng)場(chǎng)) ) 讀取刻度值讀取刻度值( (左右左右) )，取平均值作為儀器的零點(diǎn)。，取平均值作為儀器的零點(diǎn)。( (三三) )測(cè)樣品的旋光度測(cè)樣品的旋光度樣品管中裝入待測(cè)液樣品管中裝入待測(cè)液( (潤洗樣品管潤洗樣品管2-32-3次，確保待測(cè)液次，確保待測(cè)液濃度不變濃度不變) ) 放入旋光儀放入旋光儀 調(diào)目鏡焦距使視場(chǎng)清晰調(diào)目鏡焦距使視場(chǎng)清晰 調(diào)節(jié)刻度盤手輪找到儀器的零視場(chǎng)讀數(shù)調(diào)節(jié)刻度盤手輪找到儀

12、器的零視場(chǎng)讀數(shù) 讀數(shù)讀數(shù)減去零點(diǎn)值即為樣品在該條件下的旋光度。減去零點(diǎn)值即為樣品在該條件下的旋光度。( (四四) )讀數(shù)讀數(shù)儀器采用儀器采用光學(xué)游標(biāo)跳線對(duì)準(zhǔn)光學(xué)游標(biāo)跳線對(duì)準(zhǔn)的的讀數(shù)裝置讀數(shù)裝置:刻度盤刻度盤分分360格格，每格讀數(shù)，每格讀數(shù)值為值為1，游標(biāo)游標(biāo)分分20格格，每格，每格讀數(shù)值讀數(shù)值為為0.0517450.500.10174.105.50主主尺尺1601700201030游游標(biāo)標(biāo)尺尺0246810主主尺尺1601700201030游游標(biāo)標(biāo)尺尺0246810實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理讀讀數(shù)數(shù)右旋記作右旋記作(+) (+) 左旋記作左旋記作(-)(-)實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟1.折光率的測(cè)定(1)無水乙

13、醇作為清洗液擦拭棱鏡，蒸餾水作為標(biāo)準(zhǔn) 液體校正儀器零點(diǎn)。(2)分別測(cè)定丙酮及乙酸乙酯的折光率三次。2.旋光度的測(cè)定 用蒸餾水校正旋光儀的零點(diǎn)，并測(cè)定未知濃度葡萄糖溶液的旋光度，并根據(jù)比旋光度計(jì)算其濃度。數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理 1 2 3 平均值平均值乙醇乙醇 乙酸乙酸乙酯乙酯樣品次數(shù)折光率的測(cè)定折光率的測(cè)定溫度：溫度：校正值：校正值：數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理測(cè)定序號(hào)測(cè)定序號(hào) 1 2 葡萄糖溶液的濃度葡萄糖溶液的濃度(g.ml-1)用蒸餾水校正用蒸餾水校正 儀器零點(diǎn)儀器零點(diǎn)左刻度盤讀數(shù)左刻度盤讀數(shù)右刻度盤讀數(shù)右刻度盤讀數(shù)刻度盤平均讀數(shù)刻度盤平均讀數(shù)旋光儀的零點(diǎn)值旋光儀的零點(diǎn)值葡萄糖溶液葡萄糖溶液旋光度的測(cè)定旋

14、光度的測(cè)定左刻度盤讀數(shù)左刻度盤讀數(shù)右刻度盤讀數(shù)右刻度盤讀數(shù)刻度盤平均讀數(shù)刻度盤平均讀數(shù)旋光度平均值旋光度平均值旋光度的測(cè)定旋光度的測(cè)定樣品樣品 = 實(shí)測(cè)值實(shí)測(cè)值零點(diǎn)校零點(diǎn)校 clT實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)完畢完畢 關(guān)閉電源，交回旋光管關(guān)閉電源，交回旋光管 待測(cè)溶液中不能含有懸浮的塵?；蛭畚锏拇郎y(cè)溶液中不能含有懸浮的塵?；蛭畚锏念w粒顆粒，它們可能，它們可能會(huì)分散入射的偏振光會(huì)分散入射的偏振光 旋光管放置時(shí)，管的膨大端向上，輕輕叩擊直至氣泡全部旋光管放置時(shí)，管的膨大端向上，輕輕叩擊直至氣泡全部被捕集在膨大的環(huán)內(nèi)。確保被捕集在膨大的環(huán)內(nèi)。確保光通光通路中無路中無氣泡氣泡存在存在 勿在旋光管兩端的玻璃尾板上沾上手印勿在旋光管兩端的玻璃尾板上沾上手印保持光路清潔、暢通：保持光路清潔、暢通：1. 影響折光率的因素有哪些？影響折光率的因素有哪些？思考題思考題測(cè)定波長 測(cè)定溫度2. 測(cè)定折光率時(shí)，為何要用清洗液擦洗棱鏡？測(cè)定折光率時(shí)，為何要用清洗液擦洗棱鏡？為了擦干凈表面的贓物或雜質(zhì)，避免影響測(cè)試的精度3. 測(cè)定折光率時(shí)視場(chǎng)中明暗區(qū)很淡，