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旋光法:应用旋光仪测量旋光性物质的旋光度以确定其含量的分析方法

2021-04-13作者:浏览次数:364

旋光法是应用旋光仪测量旋光性物质的旋光度以确定其含量的分析方法。


旋光度和比旋光度是旋光性物质的主要物理性质。通过旋光度和比旋光度的测定,可以检查光学活性化合物的纯度,也可以定量分析有关化合物溶液的浓度。

1.自然光与偏振光光是一种电磁波,即光波的振动方向与其前进方向互相垂直。

自然光有无数个与光的前进方向互相垂直的光波振动面。若使自然光通过尼科尔棱镜,由于振动面与尼科尔棱镜的光轴平行的光波才能通过尼科尔棱镜,所以通过尼科尔棱镜的光,只有一个与光的前进方向互相垂直的光波振动面。这种仅在一个平面上振动的光叫偏振光。

2.偏振光的产生通常用以下两种方法产生偏振光:尼科尔棱镜或偏振片。

1)尼科尔棱镜。一块方解石的菱形六面体末端的表面磨光,使镜角等于68°,将之对角切成两半,把切面磨成光学平面后,再用加拿大树胶粘起来,便成为一个尼科尔棱镜。由于方解石的光学特性,当自然光L射入棱镜中时,发生双折射,产生两道振动面互相垂直的平面偏振光。其中MO称为寻常光线,Mp称为非常光线。方解石对它们的折射率不同,对寻常光线的折射率是1.658;对非常光线的折射率是1.486。加拿大树胶对两种光线的折射率都是1.55。寻常光线由方解石到加拿大树胶是由光密介质到光疏介质,因其入射角(76°25′)大于临界角(69°12′),发生全反射而被涂黑的侧面吸收。非常光线由方解石到加拿大树胶是由光疏介质到光密介质,必将发生折射通过加拿大树胶,由棱镜的另一端面射出,从而产生了平面偏振光。

2)偏振片。利用偏振片也能产生偏振光。它是利用某些双折射晶体(如电气石)的二色性,即可选择性吸收寻常光线,而让非常光线通过的特性,把自然光变成偏振光。

3.旋光度

1)旋光性、旋光性物质。分子结构中有不对称碳原子,能把偏振光的偏振面旋转一定角度的物质称为光学活性物质。许多食品成分都具有光学活性,如单糖、低聚糖、淀粉以及大多数的氨基酸和羟酸等。其中能把偏振光的振动平面向右旋转的,称为具有右旋性,以(号表示;反之,称为具有左旋性,以(-)号表示。

2)旋光度。偏振光通过光学活性物质的溶液时,其振动平面所旋转的角度叫做该物质溶液的旋光度,以α表示。旋光度的大小与光源的波长、温度、旋光性物质的种类、溶液的浓度及液层的厚度有关。对于特定的光学活性物质,在光源波长和温度一定的情况下,其旋光度α与溶液的浓度c和液层的厚度L成正比。即:α=KcL4.5

3)比旋光度。当旋光性物质的浓度为1g/mL,液层厚度为1dm时所测得的旋光度称为比旋光度,以[α表示。即α=[αtλ×L×c4.6)式中:α——旋光度;[αtλ——比旋光度(温度为20℃,光源为钠光源);t——温度();λ——光源波长(nm);L——液层厚度或旋光管长度(dm);c——溶液浓度(g/mL)。比旋光度与光的波长及测定温度有关。通常规定用钠光D线(波长589.3nm)在20℃时测定,在此条件下,比旋光度用[α20D表示。因在一定条件下比旋光度是已知的,L为一定,故测得了旋光度就可计算出旋光性物质溶液中的浓度c

4)变旋光作用。具有光学活性的还原糖类(如葡萄糖,果糖,乳糖、麦芽糖等),在溶解之后,其旋光度起初迅速变化,然后渐渐变得较缓慢,最后达到恒定值,这种现象称为变旋光作用。因此,在用旋光法测定蜂蜜,商品葡萄糖等含有还原糖的样品时,样品配成溶液后,宜放置过夜再测定。若需立即测定,可将中性溶液(ph=7)加热至沸,或加几滴氨水后再稀释定容;若溶液已经稀释定容,则可加入碳酸钠干粉至石蕊试纸刚显碱性。在碱性溶液中,变旋光作用迅速,很快达到平衡。但微碱性溶液不宜放置过久,温度也不可太高,以免破坏果糖。

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