第三章 旋光法新.ppt

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 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。 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。 3.3 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。 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： 3.3.3 比旋光度 当旋光性物质的浓度为 1g／ml，液层厚度为 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。 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。 3.5 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）。 3.5.1.2测定方法 比旋光度的测定 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，装入旋光仪。调整检偏镜使出现的三分视野恰好消失，次角即旋光角，可由刻度盘上读出。往往重复两次，再做比它稀释1倍的旋光度，以确定其真实的旋光度。实验过程中应注意温度恒定。 根据记录,用公式计算待测溶液的比旋光度 [α]= 在记录时,应同时记录旋光方向和所用溶剂. 例如测d-酒石酸时 [α] =+1