实验四 旋光度的测定
一、实验目的
1.了解旋光仪的测定原理。
2.学习使用旋光仪。
二、基本原理
当平面偏振光通过具有旋光性的有机物分子时,偏振光的偏振面发生偏转,凡向顺时针方向偏转的称为右旋,用+或d表示,反之为左旋,用-或l表示。所偏转的角度用α 表示。
一种旋光性物质的旋光度大小,从其内因看,是决定于液体的密度、溶液浓度和液层的厚度(管长);从其外因看,不同的温度、波长、溶剂都影响旋光度的大小,甚至是光的方向。因此,在测定旋光度时,必须将测定时的温度,所用偏振光的波长,所用溶剂都加以注明。以符号表示,其中λ规定为D(钠光),温度定为20℃,即
称为比旋光度,它对某一个具体有机物是一个常数,其数值由实验测定并通过计算得出,具体公式如下:
D——钠光光谱中的D线,波长相当于589nm;
α——实际测得的旋光度(o);
l——装试样的管长(dm);
C——溶液浓度[g·(100mL)-1]。
若试样为液体时,公式表示为:
ρ——液体在20℃时的密度(g·mL−1)。
旋光度测定常应用于糖类、氨基酸、萜类、生物碱等天然物的鉴定和研究中。旋光仪的种类很多,有圆盘式刻度以及自动等,最常用的为圆盘旋光仪。旋光仪基本结构如图3-5所示。
图3-5 旋光仪基本结构
三、仪器和试剂
1.仪器
圆盘旋光仪
2.试剂
已知糖溶液 未知糖溶液
四、实验步骤
1.样品管装样
打开样品管一端的螺丝帽盖,将样品管直立,装填已配好的糖液,使之液面凸出管口。将玻璃盖沿管口边缘轻轻平推盖好,管内不能带有气泡,盖上螺丝帽盖,旋紧,使之不漏。但不要过紧,以免使玻璃盖产生扭力,使管内有空隙,影响旋光。最后将样品管外的液体擦干。
2.旋光仪零点的校正和读数
接通电源,开启钠光灯,约5分钟后,待钠光灯发光正常后将盛有蒸馏水的一样品管放在旋光仪内,关上盖子,将刻度盘调节在零的附近。旋转粗动、微动手轮,使视场内I和Ⅱ部分的亮度一致,如图3-6所示。记下左右读数。重复操作。取其平均值,即为旋光仪的零点。
图3-6 旋光仪三分视场的观察
该仪器的读数部分采用了光学游标跳线对准的装置。整个度盘分成720格,每格读数值为0.5度,游标分25格,每格读数值为0.02,正确的读数是:找出度盘与游标之间的连线,确定度盘的读数和游标的读数。度盘的读数为游标中O所对的相对读数,而度盘的读数只能精确到0.5度(每格只有0.5度),而剩余尾数的读数,需要通过游标和度盘之间的连线上游标的读数来确定。若同时有两条线相连,则应取其两线所连的读数的平均值。然后加上度盘的度数为最终读数。
3.旋光度的测定
将盛有糖液的样品管放入旋光仪内。按测定零点的方法重复操作,取其平均值。所得到数值与零点的差值即为该样品的旋光度。记录所用样品管的长度及溶液的浓度。计算比旋光度。
再按上述方法测定未知浓度的糖溶液,确定其浓度。
五、实验内容
1.已知糖溶液的浓度,测定该糖的旋光度,并计算其比旋光度。
2.未知糖溶液的浓度,通过第1项计算其比旋光度后,再根据所测得该糖的旋光度来计算出该糖溶液的浓度。
附 注
1.仪器连续使用时间不宜超过4小时,若使用的时间过长,中间应关机10~15分钟,待钠光灯冷却后再继续使用,以免降低亮度,影响寿命。
2.镜片均不得用手或一般的纸张擦拭,应用柔软绒布或擦镜纸擦拭。
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