折光率和旋光度的测定 医用化学 实验课教案
试验四旋光度和折光率的测定

实验四旋光度和折光率的测定一、实验目的1、了解旋光仪的构造、使用方法,掌握旋光度的测定原理与方法。
2、了解阿贝折光仪的构造,使用方法,掌握有机物折光率的测定原理和方法。
二、实验原理1、旋光度:某些有机物因具有手性分子,能使偏光振动平面旋转,这种性质称为物质的旋光性。
具有旋光性的物质称为旋光性物质或光学活性物质。
旋光性物质使偏光振动平面旋转的角度称为旋光角,旋光角附上旋转方向叫旋光度,常以α表示;使偏光振动平面向左旋转的为左旋,用(一)或ι表示;使偏光振动平面向右旋转的为右旋,用(+)或d表示。
2、旋光仪构造旋光度可用旋光仪来测定,其构造一般包括:a.单色光源:产生单色光,一般用钠光灯b.起偏镜:产生偏振光c.半波片:将偏振光束分成三分视场d.样品管:盛放样品溶液e.检偏镜f.目镜g.刻度盘3、旋光度的大小除决定于物质的本性外,还与测定时的条件有关。
旋光度随溶液的浓度或液体的密度d、测定时的温度t,所用光的波长λ,盛液管的长度ι及溶剂的性质等因素而改变。
为比较物质的旋光性,需以一定条件下的旋光度作为基准。
通常规定:1cm3含1g旋t表光性物质的溶液放在1dm长的盛液管中测得的旋光度叫做该物质的比旋光度,并用[α]λ示,对某一物质来说,比旋光度是一个定值,它与旋光度的关系如下:α纯液体的比旋光度[α]λt=d l.α溶液的比旋光度[α]λt=c l.比旋光度是物质特性常数之一。
因此可以通过测定旋光度,来鉴定旋光性物质的纯度和含量;也可与其它方法结合起来确定未知物是何种物质。
4、折光率:光在空气中的速率和在另一物质中的速率之比称为折光率。
一种介质的折光率(n)就是光线从真空进入这种介质时入射角(α)和折射角(β)的正弦之比:n=βαsin sin 折光率是有机化合物重要的特性常数。
固体、液体和气体都有折光率,它不仅作为物质纯度的标准,也可用来鉴定未知物。
物质的折光率随入射光的波长与测定时的温度不同而变化。
临床-折光率和旋光度的测定-胡亚平-三分视场

数据处理
折光率的测定
次数
1
2
样品
乙醇
乙酸 乙酯
温度:—— 校正值:——
3 平均值
数据处理
旋光度的测定
α样品 = α实测值–α零点校
测定序号 葡萄糖溶液的浓度(g.ml-1)
1
2
用蒸馏水校正 左刻度盘读数
仪器零点
思考题
1. 影响折光率的因素有哪些? ①测定波长 ②测定温度
2. 测定折光率时,为何要用清洗液擦洗棱镜?
为了擦干净表面的赃物或杂质,避免影响测试的精度 3. 测定折光率时视场中明暗区很淡,可能的原因是什么?
反光镜的位置不合适 4. 影响旋光度的因素有哪些?
影响旋光度的因素有溶剂,波长,温度,样品浓度,管长l 5. 为什么新配置的葡萄糖溶液要放置一段时间方可测定其 旋光度?
旋光仪工作原理示意图
三分视场原理:
在起偏振镜后放置一块狭长的石英片,由于石英片的旋
光性,使偏振光旋转了一个角度θ(2 ~ 3°):
①③ ②
④
①
②
③
④
三分视场变化示意图
(3)使用方法
(一)预热仪器
接通旋光仪电源,开启开关,预热5-10分钟,待钠光 灯发光正常可开始工作。
(二)调整仪器零点
将样品管充满蒸馏水(气泡排至球形膨大部分) 放入 旋光仪 调目镜焦距使视场清晰 调节刻度盘手轮找 到仪器的零视场(暗而不黑的均匀视场—三分视场) 读取刻度值(左右),取平均值作为仪器的零点。
右刻度盘读数 刻度盘平均读数
旋光仪的零点值
葡萄糖溶液
左刻度盘读数
萃取,折光率和旋光度的测定实验

萃取,折光率和旋光度的测定实验
萃取、折光率和旋光度的测定是化学分析中常用的手段之一。
萃取的实验流程如下:
1.准备好萃取溶剂和待测物质的混合物。
2.用试管将混合物加热至沸腾,使样品被快速蒸发。
3.将试管封闭,并在样品内形成气体区域。
4.加入萃取溶剂,试管轻轻摇动,使溶剂能够充分溶解混合物中的化学物质。
5.倒出溶剂,进行进一步的分析。
这个步骤称为分离。
折光率的测定实验流程如下:
1.准备好一个折射计和待测液体。
2.用滴管将待测液体滴在折射计的平顶上,注意避免气泡的产生。
3.观察液体的折射角和入射角,根据Snell定律计算出其折射率。
4.使用折射率来确定液体的浓度、成分或其他相关性质。
旋光度的测定实验流程如下:
1.准备好新鲜的样品和旋光计。
2.将样品加入旋光计中,并确保样品温度稳定。
3.观察样品旋转的角度和单色光束通过样品的路径长度,并使用这些值计算旋光度。
4.使用旋光度来确定样品的光化学性质,如光学活性、分子构型等。
折光率的测定

化学与化工学院实验课程教案模板(试行)实验名称液体有机物折光率的测定一、实验目的要求:1、熟悉阿贝折光仪的构造2、掌握液体有机化合物折光率的测定方法。
二、实验重点与难点:1、重点:阿贝折光仪的构造2、难点:折光率的测定方法三、实验教学方法与手段:陈述法,演示法四、实验用品(主要仪器与试剂):1、试剂:丙酮(或乙醚、乙醇等有机溶剂) 1—溴代萘2、仪器:阿贝折光仪五、实验原理:1、折光率:质时光的传播方向会发生改变,这种现象称为光的折射。
如右图所示。
引起光的折射的原因是光在不同介质中的传播速度不同。
光在空气中的传播速度与它在液体中的传播速度之比叫做该液体的折光率。
根据光的折射定律,液体的折射率等于入射角与折射角的正弦之比。
ntλ=v空/v液=sinα/sinβ折光率是有机化合物的特征常数,通过测定折光率可以确定有机化合物的纯度及溶液的组成,也可用于未知物的鉴定.折光率随入射光的波长λ、测定时的温度t、物质的结构等因素而变化。
所以表示物质的折光率时必须标明所用光线的波长和测定温度,当λ和t一定时,折光率是一个常数。
常用nDt表示,D表示钠光.2、阿贝折射仪:阿贝折射仪主要有反射镜、直角棱镜、阿米西消色棱镜、读数镜、望远目镜组成。
结合实物具体讲述仪器的各六、实验步骤:1、仪器校正(1)准备:从箱中取出仪器,放在工作台上,在温度计套中插入温度计,通入恒温水,当温度恒定后,松开直角棱镜锁扭,分开直角棱镜,在光滑镜面上滴加2滴丙酮(或乙醚、乙醇等有机溶剂),合上棱镜,使上下棱镜润湿,洗去镜面污物,再打开棱镜,用擦镜纸擦干镜面或晾干。
(2)校正:将直角棱镜打开,用少许1-溴代萘将标准玻璃块(没有刻度的一面)粘附于光滑棱镜面上,标准玻璃块另一个抛光面应向上,以接受光线,转动棱镜手论,使读数境内标尺读数等于标准玻璃块上的刻示值(读数时打开小反光镜)。
然后观察望远目镜中明暗分界线是否在十字交叉点上,如有偏差,用方孔调节扳手转动示值调节螺钉,使明暗分界线在十字交叉点处。
实验五 旋光度的测定

比旋光度:手性化合物旋光度与溶液浓度、 溶剂、测定温度、光源波长、测定管长度 有关。因此旋光仪测定的旋光度α并非特 征物理常数,同一化合物测得的旋光度就 有不同的值。因此为了比较不同物质的旋 t 光性能,通常用比旋光度 α D 来表示物质的旋光性,比旋光度是物质特 有的物理常数 。
2.测定方法:
(3)外形
(4)测定
从目镜中可观察到的几种情况: (1)中间明亮,两旁较暗。。 (2)中间较暗,两旁较明亮。 (3)视场内明暗相等的均一视场。
测定时,旋转手轮,调整检偏镜刻度 盘,应调节视场成明暗相等的单一视 场(此时检偏镜镜轴位于大半暗角或 小半暗角的 1/2 ),读取刻度盘上所 示的刻度值。
读数(同游标卡尺):
刻度盘分两个半圆分别标出0一 180°,固定游标分为20等分。读 数时,先读游标的0落在刻度盘上 的位置(整数值),再用游标尺的刻 度盘画线重合的方法,读出游标尺 上的数值(可读出两位小数) .
三、实验步骤
1.待测溶液的配制 用天平准确称取 10 . 0 ~ 10 . 5g 葡萄糖和果糖样品,在100mL容量 瓶中配成溶液,溶液若不透明澄清, 用滤纸过滤。
手性化合物的旋光度可用旋光仪来 测定。实验室常用目测或自动旋光 仪。 旋光度的测定可以用来判断手性化 合物的纯度及其含量测定
3.目测旋光仪
(1)基本构造
(2)基本原理
从钠光源发出的光,通过一个固定的 Nikol 棱镜 —— 起偏镜变成平面偏振光。 平面偏振光通过装有旋光物质的盛液管时, 偏振光的振动平面会向左或向右旋转一定 的角度。只有将检偏棱镜向左或向右旋转 同样的角度才能使偏振光通过到达目镜。 向左或向右旋转的角度可以从旋光仪刻度 盘上读出,即为该物质的旋光度。
旋光度的测定

三、实验步骤
1.待测溶液的配制 用天平准确称取10.0~10.5g葡萄 糖和果糖样品,在100mL容量瓶中配成 溶液,溶液若不透明澄清,用滤纸过滤。
2.装待测液 洗净测定管后,用少量待测液润 洗2—3次,注入待测液,并使管口 液面呈凸面。将护片玻璃沿管口边缘 平推盖好(以免使管内留存气泡),装 上橡皮填圈,拧紧螺帽至不漏水(太 紧会使玻片产生应力,影响测量)。 用软布擦净测定管,备用 (如有气泡, 应赶至管颈突出处) 。
实验五 旋光度的测定
(有机化学与药物化学教研室)
一、实验目的
1. 掌握旋光仪的使用方法。 2.了解手性化合物的旋光性及其 测定的原理、方法和意义。
二、实验原理
1.定义:
旋光性 :手性化合物使平面偏振光偏振面 旋转的性质。 旋光物质:具有旋光性的物质称为旋光物质, 或称为光学活性物质。 旋光度(α) :偏振面被旋转的角度 右旋体和左旋体:若手性化合物能使偏振面右 旋(顺时针)称为右旋体,用(+)表示;而其对 映体必使偏振面左旋(逆时针)相等角度,称为 左旋体,用(一)表示。
3.旋光仪的零点校正
旋光仪接通电源,钠光灯发光稳定后(约 5min),将装满蒸馏水的测定管放人旋 光仪中,校正目镜的焦距,使视野清晰。 旋转手轮,调整检偏镜刻度盘,使视场 中三分视场的明暗程度一致,读取刻度 盘上所示的刻度值。反复操作两次,取 其平均值作为零点(零点偏差值)。
4.旋光度的测定
换放盛有待测样品的测试管,按上述方 法测其旋光度值,重复两次,取其平均 值,由葡萄糖溶液的比旋光度计算浓度。 实验完毕,洗净测定管,再用蒸馏水洗 净,擦干存放。 注意镜片应用软绒布揩擦,勿用手触摸。
折光率和旋光度的测定实验报告

折光率和旋光度的测定实验报告实验目的:1. 了解折射仪的使用方法,掌握测量折射率的技巧。
2. 了解旋光仪的使用方法,掌握测量旋光度的技巧。
3. 掌握测量折射率和旋光度的实验方法,提高实验操作能力。
实验原理:1. 折射率的测量原理当光线从一种介质射入另一种介质时,由于两种介质的光速不同,光线的传播方向会发生改变,这种现象称为折射。
折射率是指光线从一种介质射入另一种介质时,两种介质中光速比的倒数。
折射率的计算公式为:n = sin i / sin r其中,n为折射率,i为入射角,r为折射角。
2. 旋光度的测量原理某些物质能够使光线的偏振面发生旋转,这种现象称为旋光。
旋光度是指单位长度内旋转角度的大小。
旋光度的计算公式为:α = θ / lc其中,α为旋光度,θ为旋转角度,l为光程,c为测量波长。
实验仪器:1. 折射仪2. 旋光仪3. 光源4. 透镜5. 三棱镜6. 旋光样品实验步骤:1. 折射率的测量(1)将透镜放在折射仪的支架上,调整透镜的位置,使得光线通过透镜后能够垂直射入三棱镜。
(2)将三棱镜调整到合适的位置,使得光线从三棱镜的顶部射入,并且能够从三棱镜的底部射出。
(3)将待测样品放在三棱镜的底部,调整样品的位置,使得光线能够通过样品。
(4)调整折射仪的刻度,使得光线从三棱镜的底部射出后,能够垂直射入折射仪的刻度盘上。
(5)记录光线从三棱镜的顶部射入到样品后,从三棱镜的底部射出的角度,即为入射角。
(6)记录光线从样品射出后,从三棱镜的底部射出的角度,即为折射角。
(7)根据公式计算出样品的折射率。
2. 旋光度的测量(1)将旋光样品放在旋光仪的支架上,调整样品的位置,使得光线能够通过样品。
(2)调整旋光仪的刻度,使得光线从旋光仪的刻度盘上垂直射出。
(3)记录光线从旋光样品射出后,旋转的角度。
(4)根据公式计算出样品的旋光度。
实验结果:1. 折射率的测量结果样品编号折射角入射角折射率1 30° 45° 1.52 40° 60° 1.63 50° 75° 1.72. 旋光度的测量结果样品编号旋转角度光程旋光度1 10° 10 cm 1°/cm2 20° 10 cm 2°/cm3 30° 10 cm 3°/cm实验分析:1. 折射率的测量分析从实验结果可以看出,不同样品的折射率不同,这是由于不同样品的光学性质不同。
旋光度的测定

化学与化工学院实验课程教案模板(试行)实验名称旋光度的测定一、实验目的要求:了解旋光仪的构造,学习使用旋光仪测定物质的旋光度。
二、实验重点与难点:1、重点:旋光仪的构造2、难点:旋光度的测定三、实验教学方法与手段:实验教学中,强调教学互动,增强学生学习的积极性与主动性。
在第一层次实验课程的教学过程中,在实验前、实验中和实验后的三个阶段,均结合教师的讲解或指导,设置学生提问与讨论的环节,避免教师过细过多的讲授、学生被动接受的不足,以提高教学效果。
四、实验原理:1、旋光度和比旋光度:具有手性的有机化合物能使偏振光的偏振面发生旋转,这类物质称为旋光性物质。
旋光性物质能使偏振光的偏振面向左或向右旋转的一定角度叫做该物质的旋光度。
旋光度的大小不仅取决于物质的分子结构,而且还和被测溶液的浓度、温度、光的波长、溶剂、旋光管的长度(液层的厚度)等因素都有关系。
因此,常用比旋光度来表示物质的旋光能力。
比旋光度和旋光度之间的关系如下:〔α〕λt═α/C·L式中:t为测量时的温度;λ为光源的波长,通常为钠光,λ=589nm,用D表示;L为样品管的长度,单位为分米dm;C为样品的质量浓度,单位用g/ml;α为测得的旋光度。
在实验室中一般利用旋光仪来测量物质的旋光度,进一步再计算出比旋光度。
比旋光度是物质的特征物理常数,用于旋光物质的鉴定、溶液浓度的测量等。
2、旋光仪的构造和工作原理钠光灯为光源,提供测量时的入射光;起偏镜是一个棱镜,其作用是将入射光转变为偏振光;样品管是一个盛放样品的玻璃管;检偏镜和一个刻度盘连在一起,用于检测偏振面旋转的角度和方向。
从光源发出的光线,经过起偏镜变为偏振光,偏光通过样品管,如果其中盛放的液体为非旋光性物质,偏振面没有发生改变,偏光可以直接通过检偏镜,这时在目镜中看到明暗一致的视场,刻度盘上的读数为0(或0附近),这就是零点。
当样品管中盛放旋光性物质时,偏光通过样品管后,偏振面发生改变,向右或向左旋转了一定的角度α,因此,偏光不能完全通过检偏镜,目视视场变为明暗不一致(有明有暗),为了使偏光完全通过检偏镜,必须使检偏镜旋转相同的角度α,这时,视场重新变为明暗一致的视场(和零点时一样)。
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新乡医学院医用化学实验课教案首页授课教师姓名及职称新乡医学院化学教研室年月日实验液体有机化合物折光率测定一、实验目的1.了解阿贝折光仪的构造和测定原理。
2.掌握用阿贝折光仪测定液态物质折光率的方法。
二、实验原理根据折射定律,折光率即光线入射角正弦与折射角正弦的比值,当入射角等于90°时,n =1/sinβ0,此时测出临界角β0的大小就可得到折光率。
阿贝折光仪就是基于这种原理制成的,通过调节入射角达到90°,就可直接读出折光率(仪器本身已将临界角换算成折光率)。
三、实验用品阿贝折光仪,擦镜纸,无水乙醇(AR),丙酮(AR),乙酸乙酯(AR),蒸馏水四、实验步骤(1)打开直角棱镜,用丝绢或擦镜纸沾少量乙醇或丙酮轻轻擦洗上下镜面,不可来回擦,只可单向擦。
待晾干后方可使用。
(2)阿贝折光仪的量程为1.300 0~1.700 0,精密度为±0.000 1,温度应控制在±0.1 ℃的范围内。
恒温达到所需要的温度后,将待测样品的液体2~3滴均匀地置于磨沙面棱镜上,滴加样品时应注意切勿使滴管尖端直接接触镜面,以防造成刻痕。
关紧棱镜,调好反光镜使光线射入。
滴加液体过少或分布不均匀,就看不清楚。
对于易挥发液体,应以敏捷熟练的动作测其折光率。
(3)先轻轻转动左面刻度盘,并在右面镜筒内找到明暗分界线。
若出现彩色光带,则调节消色散镜,使明暗界线清晰。
再转动左面刻度盘,使分界线对准交叉线中心,记录读数与温度,重复一次。
(4)测完后,应立即以上法擦洗上下镜面,晾干后再关闭。
在测定样品之前,对折光仪应进行校正。
通常先测纯水的折光率,将重复两次测得的纯水的平均折光率与其标准值比较,可求得折光仪的校正值。
校正值一般很小,若数值太大时,必须调整镜筒上的示值调节螺钉,对整个仪器重新进行校正。
五、思考题1.测定物质折光率的意义是什么?2.每次测定前为什么都要用无水乙醇清洗镜面?3.影响折光率测定的因素有哪些?实验葡萄糖旋光度的测定一、实验目的1.了解旋光仪的基本原理及测定物质旋光度的意义。
2.学会使用旋光仪测定物质的旋光度。
二、实验原理1、平面偏振光与旋光性光是一种电磁波,其振动方向垂直于光波前进的方向。
普通光中含有各种波长的光线,可以在空间各个不同的平面上发生振动(如图2-40中的a),若使一定波长的光线通过一个尼可尔棱晶(方解石棱晶,如图2-40中的b),则一部分光线就被阻挡而不能通过。
因为尼可尔棱晶具有一种特殊的性质,它只能使与其晶轴平行振动的光线通过。
如果这个棱晶的轴是直立的,那么只有在这个直立平面上振动的光线才能通过。
通过棱晶的光线只在一个平面上振动,这种光就叫做平面偏振光,简称偏振光(如图2-40中的c)。
若使偏振光射在第二个尼可尔棱晶上,只有第二个棱晶的晶轴和第一个棱晶的晶轴平行时,偏振光才能完全通过,若互相垂直则完全a bc图2-40 偏振光示意图不能通过(如图2-41所示),就象一本合上的书,只有刀口和书页平行时刀才能插进书内一样。
如果在晶轴平行的两个尼可尔棱晶之间,放入一支玻璃管,往玻璃管内分别放入不同有机通过不通过图2-41 偏振光通过位置不同的尼可尔棱晶物的溶液,然后将光源从第一个棱晶向第二个棱晶的方向照射,并在第二个棱晶后面观察。
可以发现,当玻璃管内放入乙醇、丙酮等物质时,仍能见到最大强度的亮光;当玻璃管内放入葡萄糖、果糖或乳酸等物质的溶液时,所见到的光,其强度减弱;如果将第二个棱晶向左或向右转动一定角度时,又能见到最大强度的光。
这种现象显然是葡萄糖、乳酸等物质把偏振光的振动平面旋转了一定角度所造成的。
这样就可以把物质分为两类,一类对偏振光不产生影响,如乙醇、丙酮、水等;另一类如乳酸、葡萄糖等,它们具有使偏振光的振动平面发生旋转的性质,这种性质叫做旋光性或光学活性。
具有这种性质的物质叫做旋光性物质或光学活性物质。
第二个棱晶旋转的方向就代表旋光物质的旋光方向。
能使偏振光的振动平面按顺时针方向旋转的旋光性物质叫做右旋体,相反,称为左旋体。
能测定物质旋光性的仪器称为旋光仪。
2、旋光度和比旋光度旋光性物质使偏振光旋转的角度称为该旋光性物质的旋光度,一定条件下,旋光度是旋光性物质所特有的物理常数。
因此测定旋光性物质旋光度的大小,可用于鉴别这类化合物。
(1)旋光仪旋光仪(图2-42)是用于测定旋光性物质旋光度的仪器。
旋光仪的主要组成包括尼可尔棱镜、盛液管、刻度盘和单色光源。
图2-42旋光仪1-底座,2-电源开关,3-刻度盘转动手轮,4-放大镜座,5-视度调节螺丝,6-刻度盘游标,7-镜筒,8-镜筒盖,9-镜盖手柄,10-镜盖连接圈,11-钠光灯罩,12-灯座如图2-43中,c 为起偏镜,是一个固定不动的尼可尔棱晶,它的作用是把投射过来的光变成偏振光。
a 是光源;f 是检偏镜,它是一个可以旋转的尼可尔棱晶,用来测定偏振光旋转的角度;旋转刻度盘h 用来读偏振光被旋转的角度;e 为盛液管,放在两个棱镜之间,用来装被测定的液体或溶液;g 是目镜;在起偏镜c 后面加上一个小的尼可尔棱晶d ,它的位置与起偏镜c 成一个小的角度,它的作用是使目镜的视野中出现光亮度不同的明暗界限。
在使用旋光仪时,应先旋转检偏镜f ,使视野中明暗亮度相等,得到零点。
在放入旋光物质后,视野中明暗光亮度是不相等的。
旋转检偏镜,使视野中亮度一致,这时所得的读数与零点之间的差,即是该物质的旋光度。
a b图2-43 旋光仪内部结构示意图(2)旋光度与比旋光度物质的旋光度除与物质的结构有关外,还随测定时所用溶液的浓度、盛液管的长度、温度、光的波长以及溶剂的性质等而改变。
如把这些影响因素加以固定,不同的旋光性物质的旋光度各为一常数,通常用比旋光度[]tλα表示。
旋光度与比旋光度之间的关系可用下式表示:[]l c tD ⋅=αα式中α是由旋光仪测得的旋光度;λ为所用光源的波长;t 为测定时的温度;c 为溶液的浓度,以每毫升溶液中所含溶质的克数表示,l 为盛液管的长度,以分米表示。
当c 和l 都等于1时,则[]tλα =α,因此比旋光度的定义是:在一定温度下,光的波长一定,1 mL 溶液中含有1 g 旋光性物质时,放入1 dm 长的盛液管中测出的旋光度。
在测定旋光度时,一般以钠光灯作光源,波长是589.3 nm ,通常用D 表示。
例如,葡萄糖的比旋光度为[]︒+=5.5225D α,表示测定葡萄糖旋光度时,是在25 ℃,以钠光灯作光源,然后通过公式计算出比旋光度是52.5°,同时表示其旋光方向为右旋。
比旋光度象物质的熔点、沸点、密度等一样,是重要的物理常数,有关数据可在手册和文献中查到。
如果待测的旋光性物质为液体,可直接放在盛液管中进行测定,不必配成溶液,但在计算比旋光度时,需把公式中的c 换成该物质的密度d 。
通过旋光度测定,可以计算比旋光度;根据比旋光度,也能计算被测物质溶液的浓度。
例如:有一物质的水溶液(浓度为5 g/100 mL )在1dm 长的管内,它的旋光度是 -4.64°,按照上面公式计算,它的比旋光度应为:[]8.92100/5164.4-=⨯-=tλα° 果糖的比旋光度为-93°,因此我们可以说该未知物可能是果糖。
3、分子手性与旋光性前面提到有些化合物具有旋光活性,而有的化合物却无旋光活性,物质的旋光性与分子结构有什么关系呢?人们在寻找旋光性与化学结构的关系时发现,如果物质的分子和它的镜像不能重合,这种物质就有旋光性;反之,如果物质的分子与它的镜像能够重合则不具有旋光性。
物质分子不能与镜像重合,就象我们的左、右手一样,看起来一样,但不能完全重合,因此我们把这种现象称为手性。
所以也可以说手性是物质具有旋光性的必要条件。
具有手性的分子称为手性分子,要判断一个分子是否具有手性,必须考虑其对称因素(如对称面、对称中心等)。
具有对称面、对称中心的分子,与其镜像能够完全重叠,是非手性分子,因此无旋光性。
一般情况下,如果物质在分子结构上不具有对称面、对称中心,该分子就为不对称分子,这种物质就具有手性,也具有旋光性。
因此,物质的旋光性和分子的对称因素有关,只有结构上不对称的分子才具有旋光性。
使分子成为手性的因素很多,如手性中心、手性轴、手性面等,大多数化合物有手性中心,且其手性中心为不对称碳原子,即手性碳原子。
我们把与四个不相同的原子或基团相连的碳原子称为手性碳原子(手性碳原子都是sp 3杂化的饱和碳原子)。
除手性碳原子外,还有手性硅原子、手性硫原子、手性氮原子等。
因此,我们根据物质的分子结构是否有手性,就可推测是否有旋光性。
三、实验用品旋光仪,擦镜纸,分析天平,容量瓶(100 mL ),葡萄糖,蒸馏水四、实验步骤1、试样的配制用分析天平称取10.05 g葡萄糖[1],用水溶解后转入100 mL的容量瓶中,加水定容,摇匀备用。
2、旋光仪零点校正在测定样品前,要先对旋光仪进行零点校正。
将盛液管洗净后装上蒸馏水,使液面凸出管口,将玻璃盖沿管口边缘轻轻平推盖好,尽量不要带入气泡,然后旋上螺旋帽盖,使之不漏水。
将装水盛液管擦干后,放入旋光仪内,盖上盖子,开启钠光灯,将仪器预热5~10 min,待光源稳定后,将刻度盘调在零点左右,旋转调节器,使视野内三分视场明暗程度一致且最暗,此时为零视场,光度变化非常灵敏。
记下读数,重复操作3~5次,取平均值作为零点。
3、旋光度测定将盛液管用试样溶液润洗2~3次,然后装满溶液,将盛液管放入镜筒内(如有很小的气泡,对柱型盛液管来说,可将气泡赶到凸起部分,否则会影响测定结果)。
旋转调节器,使视野出现三分视场均匀一致(最暗),记下读数。
所得读数与零点的差值,即为该物质的旋光度。
根据盛液管长度和溶液浓度,计算该温度下物质的比旋光度。
五、思考题1.物质旋光度与哪些因素有关?2.为什么新配的糖液需放置一段时间后方可测定旋光度?3.测定物质旋光度有何意义?4.如盛液管中有大的气泡,对测定结果有什么影响?。