基于旋光效应测量溶液浓度的实验改进.pdf

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1、化学工程师ChemicalEngineer2011年第1期文章编号：1002—1124(2011)0l一0027—02辣辑测基于旋光效应测量溶液浓度的试实验改进李芬蕾(陕西省石油化工学校培训部。陕西西安710061)摘要：对旋光仪实验装置结构改进，把旋光溶液浓度用电信号测量表示。通过理论分析与实验，该改进的方法对较小的旋光角测量精度有显著的提高，并测量了低浓度的蔗糖溶液。关键词：旋光效应；旋光角；浓度中图分类号：0657．39文献标识码：AImprovementofthepolarimetryonopticallyactivesolutionLIFen

2、——lei(DepartmentofTraining，PetrochemicalSchoolofShaanxiProvince，Xian710061，China)Abstract：Basedontheimprovementofthesaccharimeter，theconcentrationofopticallyactivesolutionisrealizedbycomparisonmeasurement．Theconcentrationofopticallyactivesolutionisrepresentedbytheelectricsignal，

3、theimprovementmeasurementmethodismoreaccuratethanmeasurementtheangleofrotationdirecflly．Keywords：opticallyactive；angleofrotation；concentration根据旋光效应，可以测量具有旋光现象溶液的暗变化来测量旋光角及其溶液的浓度。浓度。在生物医学、化学等领域，此种方法广泛的测光源起偏镜测试管检偏镜观塑镜量旋光溶液浓度。此种方法需要通过人眼观察测量口_口一[二=]_口一口旋光角，如WXG一4型旋光仪，具有一定的误差，当溶图1WX

4、G-4型旋光仪构造示意图液浓度较低旋光角较小时，此种误差就比较大【。Fig．1thesimplesetupofWXG-4通过改进该实验装置，把旋光角测量转化为电信号若已知浓度为C的某种旋光性溶液，溶液的厚测量，通过精密的仪器来电信号，明显优于人眼直接度为。，可测量其旋光角，如果要测量同种未知浓辨别观察旋光角。本文着重研究了通过电信号测量度的溶液，只要测定该溶液的厚度旋光角。如旋光溶液浓度。果不考虑溶液旋光率随浓度变化，在相同的实验条件下，即室温相同，并且L。=L2=L，那么，1旋光效应测溶液浓度基本原理l=aC1L(1)~o2=otC1L(2)当平面偏

5、振光通过某些透明物质后，振动面要由(1)式和(2)式，可以得到发生旋转，这个现象叫旋光现象。振动面被旋转的角c2=照Cl(3)度叫旋光角。对于溶液来说，旋光角与溶液的厚度和1溶液的浓度相关，同时旋光角还与溶液的温度和光波的波长相关。2实验部分WXG一4型旋光仪基本原理构造示意图如图1。溶液在测试管中，光经过起偏器后通过测试管中的2．1实验装置的改进旋光溶液，旋转检偏器，通过观察目镜观察视场中亮WXG一4型旋光仪测量方法，观察实验现象需要靠人眼辨别，对于低浓度的溶液测量误差较大，因为低浓度的溶液旋光角较小。为了提高测量较小收稿日期：2010—11-19作

6、者简介：李芬蕾(1967一)，女，讲师，1990年毕业于安徽工业大学的旋光角的精度，需要对实验装置进行必要的改(原华东冶金学院)工业分析专业，本科，主要从事分析化进。见图2。学专业韵理论和实践教学工作。28李芬蕾：基于旋光效应测量溶液浓度的实验改进2011年第0l期由图3可见，图3(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)对Ⅱ一曙D一口一13应蔗糖浓度为0．1％、0．2％、0．4％、0．6％、O．8％、1％的图2电信号测量实验装置示意图观测图样，为方便图像对比，其中图3(a)、(b)、(c)、Fig．2Thesetupofthepolarimetr

7、ybyelectricsignal(d)、(e)示波器分度值为2V，图3(f)示波器分度值图2中，起偏镜和检偏镜的偏振化方向垂直。设为5V。人到检偏镜的光强为，(1。如果没有声光调制器，低浓电信号与浓度关系图见图4。度的溶液的旋光角很小，根据马吕斯定律，在检偏镜后面的光强为：／-／o(sin)炉(4)考虑到声光调制器的作用，经检偏镜后的光强为【】：1=／o(qbsinoJt+tp)=，n『(1-cos2tot)／2+2qbq~sintot+~】(5)和分别为声光调制幅值和调制频率。光电转换器将光信号转化为电信号，用锁相放大器检测图4电信号与蔗糖溶液浓度

8、关系图光强中基频分量，对比(4)式和(5)式，声光调制后可Fig．4Theelectricsi