3第三章旋光法新-1.ppt
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1、三、旋光法,3.1 自然光与偏振光 3.2 偏振光的产生 3.3 旋光度与比旋光度 3.4 变旋光作用 3.5 旋光仪,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。,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。,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。若光线前进的方向指向我们,则与之互相垂直的光波振动平面可表示为如图(a),图中箭头表示光波振动的方向。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
2、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,如图(b)。这种仅在一个平面上振动的光叫偏振光。,3.1 自然光与偏振光,通常用以下两种方法产生偏振光:尼科尔棱镜或偏振片。 3.2.1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(见图2-2-10 )。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
3、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(7625)大于临界角(6912),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。,3.2 偏振光的产生,3.2.2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。,尼科尔棱镜示意图,3.3 旋光度,3.3.1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
4、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(十)号表示;反之称为“具有左旋性”,以(一)号表示。,3.3.2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,其旋光度与溶液的浓度c和液层的厚度L成正比。 即:,KcL,3.3.3 比旋光度,当旋光性物质的浓度为 1gml,液层厚度为 ldm时所
5、测得的旋光度称为比旋光度,以表示 。由上式可知: K11K 即: 式中: 比旋光度,度; t 温度, 光源波长,nm; 旋光度,度; L液层厚度或旋光管长度,dm; c溶液浓度,gml。,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 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质溶液中的浓度c。,3.4 变旋光作用,3.4.1定义 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。,这是由于有
6、的糖存在两种异构体,即型和型,它们的比旋光度不同。这两种环型结构及中间的开链结构在构成一个平衡体系过程中,即显示出变旋光作用。,3.4.2 变旋现象,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。,3.5 旋光仪,3.5.1 WXG型半荫旋光仪 3.5.2 检糖计 3.5.3 WZB自动旋光仪,3.5.1WGX型半荫旋光
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