《工業(yè)分析》-情境六：物理常數(shù)和物理性能的測定

情境六：物理常數(shù)和物理性能的測定任務(wù)二：旋光度的測定知識點(diǎn)：旋光度的測定課程：工業(yè)分析旋光度的測定旋光度測定原理及基本知識旋光儀旋光度的測定1、相關(guān)基礎(chǔ)知識

（1）旋光性：偏振光通過具有手性異構(gòu)的化合物溶液時，使偏振光偏振光的振動方向發(fā)生旋轉(zhuǎn)的特性。（2）旋光度：偏振光通過旋光性物質(zhì)之后，振動方向旋轉(zhuǎn)的角度稱為旋光度。（3）右旋體：能使偏振光的振動方向向右旋轉(zhuǎn)的旋光性物質(zhì)。（4）左旋體：能使偏振光的振動方向向左旋轉(zhuǎn)的旋光性物質(zhì)。一、旋光度測定原理及基本知識

2、測定原理當(dāng)平面偏振光通過旋光介質(zhì)時，偏振光的振動方向會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角度的大小反映了該介質(zhì)的旋光本領(lǐng)。以黃色鈉光D線為光源，在20℃時，偏振光通過濃度為1g/mL、液層厚度為1dm旋光性物質(zhì)的溶液時的旋光度，稱為比旋光度。一、旋光度測定原理及基本知識

純液體的比旋光度為：溶液的比旋光度為：

α：測得的旋光度；

ρ：液體在20℃時的密度；c：每毫升溶液含旋光性物質(zhì)的質(zhì)量；l：旋光管的長度。一、旋光度測定原理及基本知識

1、基本原理從鈉光源發(fā)出的光，通過一個固定的Nikol棱鏡——起偏鏡變成平面偏振光。平面偏振光通過裝有旋光物質(zhì)的盛液管時，偏振光的振動平面會向左或向右旋轉(zhuǎn)一定的角度。只有將檢偏棱鏡向左或向右旋轉(zhuǎn)同樣的角度才能使偏振光通過到達(dá)目鏡。向左或向右旋轉(zhuǎn)的角度可以從旋光儀刻度盤上讀出，即為該物質(zhì)的旋光度。二、旋光儀2、外形

二、旋光儀3、測定從目鏡中可觀察到的幾種情況：(1)中間明亮，兩旁較暗。(2)中間較暗，兩旁較明亮。(3)視場內(nèi)明暗相等的均一視場。二、旋光儀二、旋光儀

測定時，旋轉(zhuǎn)手輪，調(diào)整檢偏鏡刻度盤，應(yīng)調(diào)節(jié)視場成明暗相等的單一視場，讀取刻度盤上所示的刻度值。4、讀數(shù)刻度盤分兩個半圓分別標(biāo)出0一180°，固定游標(biāo)分為20等分。讀數(shù)時，先讀游標(biāo)的0落在刻度盤上的位置(整數(shù)值)，再用游標(biāo)尺的刻度盤畫線重合的方法，讀出游標(biāo)尺上的數(shù)值(可讀出兩位小數(shù))

二、旋光儀1、測定儀器和樣品（1）旋光儀：（2）樣品：葡萄糖或其他旋光性物質(zhì)。2、測定步驟（1）配制試樣溶液。（2）旋光儀零點(diǎn)的校正。（3）試樣的測定。三、旋光度的測定3、結(jié)果計(jì)算

α：經(jīng)零點(diǎn)校正后的試樣的旋光度；

l：旋光管的長度；

c：每毫升溶液含旋光性物質(zhì)的質(zhì)量；

α1：試樣的旋光度；

α0：零點(diǎn)校正值。三、旋光度的測定旋光度測定原理及基本知識旋光儀旋光度的測定小結(jié)情境六：物理常數(shù)和物理性能的測定任務(wù)三：密度的測定知識點(diǎn)：密度的測定課程：工業(yè)分析密度的測定密度基礎(chǔ)知識密度瓶法韋氏天平法密度計(jì)法1、概念密度是指在規(guī)定的溫度下，單位體積物質(zhì)的質(zhì)量。以ρ(T)表示。2、密度與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系

（1）在同系列化合物中，相對分子量增大，密度隨之增大，但增量逐漸減小。

（2）在烴類化合物中，當(dāng)碳原子數(shù)相同時，不飽和度越大，密度越大。

（3）分子中引入極性官能團(tuán)后，其密度大于其母體烴。

（4）分子中引入能形成氫鍵的官能團(tuán)后，密度增大。一、密度基礎(chǔ)知識1、測定原理在規(guī)定溫度下，分別測定充滿同一密度瓶的水及試樣的質(zhì)量，由水的質(zhì)量和密度可以確定密度瓶的容積即試樣的體積，根據(jù)密度的定義，可以計(jì)算試樣的密度。二、密度瓶法

2、測定儀器和樣品（1）儀器：球形密度瓶；分析天平；恒溫水浴。（2）樣品：環(huán)己酮或其他有機(jī)樣品。3、測定步驟（1）密度瓶洗凈并干燥，連溫度計(jì)及側(cè)孔罩一起稱重。（2）取下溫度計(jì)側(cè)孔罩，用新煮沸并冷卻至20℃的蒸餾水充滿密度瓶，不得帶入氣泡，插入溫度計(jì)，將密度瓶置于（20.0±0.1）℃的恒溫水浴中，恒溫約20min，至密度瓶中樣品溫度達(dá)到20℃，并使側(cè)管中的液面與側(cè)管管口對齊，立即蓋上側(cè)孔罩，取出密度瓶，用濾紙擦干其外壁的水，立即稱其質(zhì)量。二、密度瓶法

（3）將密度瓶中的水倒出，并干燥后用同樣的方法加入試樣并稱重。4、結(jié)果計(jì)算二、密度瓶法

1、測定原理：阿基米德定律當(dāng)物體完全浸入液體時，它所受的浮力或所減輕的質(zhì)量，等于其排開的液體的質(zhì)量。因此，在一定溫度下，分別測定同一物體在水及試樣中的浮力。

由于浮錘排開水和試樣的體積相同，而浮錘排開水的體積為：則試液的密度為：三、韋氏天平法2、測定儀器和樣品（1）測定儀器：韋氏天平。（2）樣品：磷酸三甲苯酯或其他有機(jī)物。3、測定步驟：（1）檢查儀器各部件是否完整無缺。（2）安裝韋氏天平。（3）以玻璃浮錘換取等重砝碼，此時天平應(yīng)保持水平。三、韋氏天平法（4）向玻璃筒內(nèi)緩慢注入預(yù)先煮沸并冷卻至20℃的蒸餾水，將浮錘全部浸入水中，玻璃筒置于（20.0±0.1）℃的恒溫水浴中，恒溫20min。加上騎碼，使指針重新水平對齊，記錄騎碼的讀數(shù)。（5）將玻璃浮錘取出，倒出玻璃筒內(nèi)的水，玻璃筒及浮錘用乙醇洗滌后，并干燥。（6）以試樣代替水重復(fù)（4）的操作。4、結(jié)果計(jì)算根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果求出試樣密度。三、韋氏天平法1、測定原理：阿基米德定律密度計(jì)上的刻度標(biāo)尺越向上則表示密度越小。對于密度較大的液體，密度計(jì)越向上浮。由此根據(jù)密度計(jì)浮于液體的位置，可以直接讀出所測液體試液的密度。2、測定儀器及藥品（1）儀器：密度計(jì)。（2）樣品：乙醚或其他有機(jī)物。四、密度計(jì)法3、測定步驟（1）根據(jù)試樣的密度選擇適當(dāng)?shù)拿芏扔?jì)。

（2）將待測定的試樣小心傾入潔凈、干燥的玻璃筒中，然后把密度計(jì)擦干凈，輕輕插入玻璃筒內(nèi)，試樣不得有氣泡，用手扶住使其緩慢上升。（3）待測密度計(jì)停止擺動后，觀察水平，讀取試樣彎液面上緣的讀數(shù)，同時測量試樣的溫度。

四、密度計(jì)法4、結(jié)果計(jì)算例：原油密度換算P20=P視+（T-20）rPt=P20-(t-20)dP20——20℃下的原油標(biāo)準(zhǔn)密度；P視——T溫度下測得的密度，即比重計(jì)上的讀數(shù)；T——實(shí)測溫度，℃；r——溫度補(bǔ)正系數(shù)；Pt——t℃下的原油標(biāo)準(zhǔn)密度；d——溫度系數(shù)；t——所要換算的某一溫度。四、密度計(jì)法

密度基礎(chǔ)知識密度瓶法韋氏天平法密度計(jì)法小結(jié)情境六：物理常數(shù)和物理性能的測定任務(wù)四：折射率的測定知識點(diǎn)：折射率的測定課程：工業(yè)分析折射率的測定

折射率測定意義及原理折射率的測定1、折射率測定意義折射率是物質(zhì)的一種物理性質(zhì)。它是食品生產(chǎn)中常用的工藝控制指標(biāo)，通過測定液態(tài)食品的折射率.可以鑒別食品的組成，確定食品的濃度，判斷食品的純凈程度及品質(zhì)。密度增大。一、折射率測定意義及原理2、折射率測定原理（1）光的折射現(xiàn)象當(dāng)光線從一種介質(zhì)射到另一種介質(zhì)時，在分界面上，光線的傳播方向發(fā)生了改變，一部分光線進(jìn)入第二種介質(zhì)，這種現(xiàn)象稱為折射現(xiàn)象。（2）光的折射入射線、法線和折射線在同一平面內(nèi)，入射線和折射線分居法線的兩側(cè)。一、折射率測定意義及原理（3）光的折射定律無論入射角怎樣改變，入射角正弦與折射角正弦之比，恒等于光在兩種介質(zhì)中的傳播速度之比。式中：v1——光在第一種介質(zhì)中的傳播速度；

v2——光在第二種介質(zhì)中的傳播速度。

α1——入射角α2——折射角

一、折射率測定意義及原理（4）折射率光在真空中的速度c和在介質(zhì)中的速度v之比，叫做介質(zhì)的絕對折射率（簡稱折射率，折光率），以n表示，即：

n＝

顯然n1＝n2＝

式中：n1和n2分別為第一介質(zhì)和第二介質(zhì)的絕對折射率。故折射定律可表示為一、折射率測定意義及原理（5）光密介質(zhì)與光疏介質(zhì)兩種介質(zhì)相比較，光在其中傳播速度較大的叫光疏介質(zhì)，其折射率較??；反之叫光密介質(zhì)，其折射率較大。（6）全反射和臨界角當(dāng)光線從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)（如光從空氣進(jìn)入水中，或從樣液射人棱鏡中）時，因n1＜n2，由折射定律可知折射角α2

恒小于入射角α1，即折射線靠近法線；反之當(dāng)光線從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)（如從棱鏡射入樣液）時，因n1＞n2，折射角α2恒大于入射角α1

，即折射線偏離法線。一、折射率測定意義及原理在后一種情況下如逐漸增大入射角，折射線會進(jìn)一步偏離法線，當(dāng)入射角增大到某一角度，其折射線4‘恰好與OM重合，此時折射線不再進(jìn)入光疏介質(zhì)而是沿兩介質(zhì)的接觸面OM平行射出，這種現(xiàn)象稱為全反射。一、折射率測定意義及原理發(fā)生全反射的入射角稱為臨界角因?yàn)榘l(fā)生全反射時折射角等于90°，所以：n1＝n2sinα臨式中：n2——棱鏡的折射率，是已知的。

因此，只要測得了臨界角α臨就可求出被測樣液的折射率n1。一、折射率測定意義及原理1、阿貝折光儀折光儀是利用臨界角原理測定物質(zhì)折射率的儀器，食品工業(yè)中最常用的是阿貝折光儀、手提式折光儀、數(shù)字阿貝折光儀。阿貝折光儀光學(xué)系統(tǒng)由觀測系統(tǒng)和讀數(shù)系統(tǒng)兩部分組成。一、折射率的測定2、阿貝折光儀的使用方法（1）折光儀的校正通常用測定蒸餾水折射率的方法進(jìn)行校準(zhǔn)，在20℃下折光儀應(yīng)表示出折射率為1.33299或可溶性固形物為0％?？嘈Ｕ龝r溫度不是20℃應(yīng)查出該溫度下蒸餾水的折射率再進(jìn)行核準(zhǔn)。對于高刻度值部分．用具有一定折射率的標(biāo)準(zhǔn)玻璃塊（儀器附件）校準(zhǔn)。

一、折射率的測定

校正方法是打開進(jìn)光棱鏡，在校準(zhǔn)玻璃塊的拋光面上滴一滴溴化萘．將其粘在折射棱鏡表面上，使標(biāo)準(zhǔn)玻璃塊拋光的一端向下，以接受光線。測得的折射率應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)玻璃塊的折射率一致。校準(zhǔn)時若有偏差，可先使讀數(shù)指示于蒸餾水或標(biāo)準(zhǔn)玻璃塊的折射率值，再調(diào)節(jié)分界線調(diào)節(jié)螺絲．使明暗分界線恰好通過十字線交叉點(diǎn)。一、折射率的測定（2）使用方法①以脫脂棉球蘸取酒精擦凈棱鏡表面，揮干乙醇。滴加l～2滴樣液于進(jìn)光棱鏡磨砂面上，迅速閉合兩塊棱鏡，調(diào)節(jié)反光鏡．使鏡筒內(nèi)視野最亮。②由