旋光度法测葡萄糖浓度实验实验目的
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
旋光度法测葡萄糖浓度实验预习要求
理解定义;了解影响因素;了解测定意义;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。
旋光度法测葡萄糖浓度实验实验原理
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“—”),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α。
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:
纯液体的比旋光度
溶液的比旋光度
上两式中, 表示旋光性物质在温度为t℃、光源的波长为λ时的比旋光度;α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(℃);λ为所用光源的波长(nm)。例如25℃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°,则比旋光度记作[α]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。
旋光度法测葡萄糖浓度实验仪器和试剂
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
旋光度法测葡萄糖浓度实验实验内容
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,
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。若用纯液体样品直接测试,则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,否则测定过程中会出现读数不稳定的现象。
(2)预热
打开旋光仪电源开关,预热5~10分钟,待发出钠黄光后方可观察使用。
(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。旋动粗动、微动手轮,使视场内三部分的亮度一致,即为零点视场。记下刻度盘读数,重复调零4~5次取平均值。若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
(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。若读数是正数为右旋;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
按表中设计的项目进行相应处理,最终求出未知浓度葡萄糖溶液的浓度。
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零点值 |
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零点平均值 |
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5%葡萄糖的旋光度 |
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旋光度平均值 |
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差值* |
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比旋光度 |
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未知浓度葡萄糖的旋光度 |
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旋光度平均值 |
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差值* |
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葡萄糖溶液浓度 |
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* 差值 = 旋光度平均值 - 零点平均值
旋光度法测葡萄糖浓度实验注意事项
1.对观察者来说,偏振光的振动平面若是顺时针旋转,则为右旋(+),这样测得的+α,也可以代表α ±(n×180)°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°,则此未知物的旋光度α应该为+7.6°×5=+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,以免镜片表面产生道子等。
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。
旋光度法测葡萄糖浓度实验思考题
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.使用旋光仪有哪些注意事项?