《旋光法新》PPT课件

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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通过尼科尔

2、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；对非常光线的折射率是

3、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。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

4、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（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＝KcL3.3.3比旋光度当旋光性物质的浓度为1g／ml，液层厚度为

5、ldm时所测得的旋光度称为比旋光度，以表示。由上式可知：＝K×1×1＝K即：＝式中：[α]－－比旋光度，度；t－－温度，λ－－光源波长，nm；α－－旋光度，度；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

6、种现象称为变旋光作用。这是由于有的糖存在两种异构体，即α型和β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3.5.1WXG型半荫旋光仪3.5.2检糖计3.5.3WZB自动旋光

7、仪3.5.1WGX型半荫旋光仪3.5.1.1结构和原理起偏棱镜一般用尼科尔（Nicol)棱镜，以获得偏振光。旋光管盛装待测液的玻璃管。检偏棱镜仍用尼科尔（Nicol)棱镜，用以检测从旋光管射出的偏振光振动平面与原来相比较的角度（可由刻度盘上的数值读出）。旋光仪结构示意图3.5.1.2测定方法比旋光度的测定①旋光仪的校准将旋光管洗净、盛装蒸馏水后恒温，放入旋光仪中。调整检偏镜角度，使三分视野消失（图）将此读数作为零点。②测定待测液旋光度旋光管（干燥清洁）装入待测液（应澄清且无气泡）恒温后，装入