实验十 旋光度的测定一、 实验目的1、 了解旋光仪的构造和旋光度的测定原理2、 掌握旋光仪的使用方法和比旋光度的计算方法二、 预习要求理解旋光度的定义；了解影响旋光度的因素；了解旋光度的测定意义；了解碳水化合物的变旋光现象；思考本实验中如何保护旋光仪三、 实验原理当一束单一的平面偏振光通过手性物质时，其振动方向会发生改变，此时光 的振动面旋转一定的角度，这种现象称为旋光现象物质的这种使偏振光的振动 面旋转的性质叫做旋光性，具有旋光性的物质叫做旋光性物质或旋光物质许多 天然有机物都具有旋光性由于旋光物质使偏振光振动面旋转时，可以右旋〔顺 时针方向，记做“ +〃〕，也可以左旋〔逆时针方向，记做“一〃〕，所以旋光物 质又可分为右旋物质和左旋物质由单色光源〔一般用钠光灯〕发出的光，通过起偏棱镜〔尼可尔棱镜〕后， 转变为平面偏振光〔简称偏振光〕当偏振光通过样品管中的旋光性物质时，振 动平面旋转一定角度调节附有刻度的检偏镜〔也是一个尼可尔棱镜〕，使偏振 光通过，检偏镜所旋转的度数显示在刻度盘上，此即样品的实测旋光度a其旋 光原理如图10-1所示图10-1 旋光原理旋光度的大小除了取决于被测分子的立体结构外，，还受到待测溶液的浓度、偏振光通过溶液的厚度〔即样品管的长度〕以及温度、所用光源的波长、所用溶 剂等因素的影响，这些因素在测定结果中都要表示出来。
常用比旋光度来表示物 质的旋光性，比旋光度和旋光度的关系如下：r r a纯液体的比旋光度［a］； 一 九 a x /r r a溶液的比旋光度［a k = 人 c x /上两式中，心］£表示旋光性物质在温度为t °C、光源的波长为入时的比旋光度; a为旋光仪所测得的旋光度；L为液层厚度〔dm〕d为纯液体的密度；c为溶液的 浓度〔g/ml〕t为测定时的温度〔C〕入为所用光源的波长〔nm〕例如25 C用波 长为589nm的钠灯〔D线〕作光源测定某样品的旋光度为右旋38那么比旋光度 记作［a ］25D= + 38 °比旋光度是旋光性物质的物理常数之一通过测定旋光度，可以鉴定物质的 纯度、测定溶液的浓度、密度和鉴别光学异构体四、仪器和试剂旋光仪、洗瓶、胶头滴管、滤纸；蒸馏水、5%葡萄糖溶液、未知浓度的葡萄糖溶液五、实验内容1.旋光仪的结构旋光度可以由旋光仪来测定旋光仪有两种：一种是数字自动显示测定结果的自动旋光仪，另一种是目测刻度而得结果圆盘旋光仪，如图10-2所示图10-2 WXG-4圆盘旋光仪2.旋光度的测定(1〕样品溶液的配制准确称取一定量的样品，在50ml的容量瓶中配成溶液通常可以选用水、乙 醇、氯仿作溶剂。
假设用纯液体样品直接测试，那么测定前只需确定其相对密度 即可由于葡萄糖溶液具有变旋光现象，所以待测葡萄糖溶液应该提前24小时配 好，以消除变旋光现象，否那么测定过程中会出现读数不稳定的现象〔2〕预热翻开旋光仪电源开关，预热5〜10分钟，待完全发出钠黄光前方可观察使用〔3〕调零在测定样品前，必须先用蒸馏水来调节旋光仪的零点洗净样品管后装入蒸 馏水，使液面略凸出管口将玻璃盖沿管口边缘轻轻平推盖好，不要带入气泡， 旋紧〔随手旋紧不漏水为止，旋得太紧，玻片容易产生应力而引起视场亮度发生 变化，影响测定准确度〕上螺丝帽盖将样品管擦干后放入旋光仪，合上盖子 开启钠光灯，将刻度盘调在零点左右，会出现大于或小于零度视场的情况如图 10-3中a和b所示旋动粗动、微动手轮，使视场内三局部的亮度一致，即为零点 视场，如图10-3c所示记下刻度盘读数，重复调零4~5次取平均值假设平均值 不为零而存在偏差值，应在测量读数中将其减去或者加上a.大于或小于零度视场 b.零度视场 c.小于或大于零度视场图10-3 三分视场的不同情况〔4〕测定样品的测定和调零方法相同每次测定之前样品管必须先用蒸馏水清洗1~2 遍，再用少量待测液润洗2〜3次遍，以免受污物的影响，然后装上样品进行测定。
旋动刻度盘，寻找较暗照度下亮度一致的零度视场假设读数是正数为右旋；读 数是负数为左旋读数与零点值之差，即为样品在测定温度时的旋光度记下测 定时样品的温度和样品管长度测定完后倒出样品管中溶液，用蒸馏水把管洗净, 擦干放好按以上方法测定5%葡萄糖溶液的旋光度4〜5次，测定值填入下表相应位置 再测定未知浓度的葡萄糖溶液的旋光度4~5次，测定值填入下表相应位置〔5〕数据记录与处理按表中设计的工程进行相应处理，最终求出未知浓度葡萄糖溶液的浓度12345零点值六、本卷须知1．对观察者来说，偏振光的振动平面假设是顺时针旋转，那么为右旋〔＋〕 这样测得的+ a,也可以代表a ±〔 nx180〕°的所有值如读数为+ 38° ,实际上 还可以是218°、398°、-142°等角度因此，在测定未知物的旋光度时，至少要做 一次改变浓度或者液层厚度的测定如观察值为＋38°，在稀释五倍后，所得读数 为+ 7.6那么此未知物的旋光度a应该为+ 7.6°x5 =+ 38°2．仪器应放在空气流通和温度适宜的地方， 并不宜低放， 以免光学零部件、 偏振片与受潮发霉及性能衰退3. 试管 使用后， 应及时用水或蒸馏水冲洗干净， 揩干藏好。
4. 镜片不能用不洁或硬质布、纸去揩， 以免镜片外表产生道子等5. 仪器不用时， 应将仪器放入箱内或用塑料罩罩上， 以防灰尘侵入6. 仪器、钠光灯管、试管等装箱时， 应按规定位置放置， 以免压碎7. 不懂装校方法， 切勿随便拆动， 以免由于不懂校正方法而无法装校好七、思考题1．旋光度的测定具有什么实际意义？2.浓度为10%的某旋光性物质，用1dm长的样品管测定旋光度，如果读数为 -6°，那 么如何确定其旋光度是-6°还是+354°？3．为什么在样品测定前要检查旋光仪的零点？通常用来做零点检查液的溶剂 应符合哪些条件？4．使用旋光仪有哪些本卷须知？。