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用旋光法测定糖溶液的浓度
一、简介
许多物质如石英晶体、***酸钠、糖溶液、松节油等都有旋光性。利用旋光性测定糖溶液浓度的仪器称为旋光糖量计。除了在制糖工业中广泛应用外，在制药工业、药品检测及商品检测部门中也常用来测定一些药物和商品(如***、尼古丁、樟脑等)的浓度。本实验主要是学****理解偏振光的产生和检测方法；观察旋光现象，了解旋光物质的旋光性质；测定糖溶液的旋光率和浓度的关系；熟悉旋光仪的原理和使用方法并学****自己组装旋光仪。
二、实验原理
线偏振光通过某些物质的溶液后，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，旋转的角度称为该物质的旋光度。通常用旋光仪来测量物质的旋光度。溶液的旋光度与溶液中所含旋光物质的旋光能力、溶液的性质、溶液浓度、样品管长度、温度及光的波长等有关。当其它条件均固定时，旋光度与溶液浓度C呈线性关系，即
                                (1)
上式中，比例常数与物质旋光能力、溶剂性质、样品管长度、温度及光的波长等有关，C为溶液的浓度。
       物质的旋光能力用比旋光度即旋光率来度量，旋光率用下式表示：
                            (2)
上式中，右上角的表示实验时温度(单位：oC), 是指旋光仪采用的单色光源的波长(单位：nm)，为测得的旋光度( o )，为样品管的长度（单位：dm），C为溶液浓度（单位：g/100mL）。
       由(2)式可知：①偏振光的振动面是随着光在旋光物质中向前进行而逐渐旋转的，因而振动面转过角度透过的长度成正比；②振动面转过的角度不仅与透过的长度成正比，而且还与溶液浓度C成正比。
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       如果已知待测物质浓度C和液柱长度，只要测出旋光度就可以计算出旋光率。如果已知液柱长度为固定值，可依次改变溶液的浓度C，就可测得相应旋光度。并作旋光度与浓度的关系直线，从直线斜率、长度及溶液浓度C，可计算出该物质的旋光率；同样，也可以测量旋光性溶液的旋光度，确定溶液的浓度C。
     旋光性物质还有右旋和左旋之分。当面对光射来方向观察，如果振动面按顺时针方向旋转，则称右旋物质；如果振动面向逆时针方向旋转，称左旋物质。表1给出了一些药物在温度=20oC,(相当于太阳光中的D线)时的旋光率。
表1某些药物的旋光率(单位：（o）·g-1·cm3·dm-1)
药名
药名
果糖
-
桂皮油
-1—+1
葡萄糖
+—+
蓖麻油
+50以上
樟脑（醇溶液）
+41—+43
维生素
+21—+22
蔗糖
+
***霉素
-20—-17
山道年（醇溶液）
-175—-170
薄荷闹
-50—-49
三、实验仪器及装置
    实验仪器主要有偏振光旋光实验仪和半荫旋光仪(糖量计)两种类型。本实验中采用偏振光旋光实验仪。
     偏振光旋光实验仪的结构如图2所示。它由光具座、带刻度转盘的偏振片2个、样品试管、样品试管调节架、光功率计等组成。
图2 偏振光旋