澱粉葡萄糖溶液的折光率和旋光度的測定方法

一、摘要

物質的折光率及旋光度是物質基本物理常數。學習(xi) 和掌握全自動數顯阿貝折光儀(yi) 、旋光儀(yi) 的使用方法，能夠簡單快速，較為(wei) 準確的測得樣品的折光率和旋光度。本實驗通過使用折光儀(yi) 、旋光儀(yi) 簡單快速的測得了葡萄糖溶液的折光率和旋光度.

二、實驗目的

1、掌握全自動數顯阿貝折光儀(yi) 、旋光儀(yi) 的使用方法；

2、了解全自動數顯阿貝折光儀 DR-A1、及旋光儀SAC-I的構造；

3、掌握物質的基本特性常數的計算方法及測定意義(yi) ；

4、通過實驗掌握旋光度、折光率、測定的方法與(yu) 原理；

三、實驗原理

1、葡萄糖溶液折光率的測定：

光線自一種透明介質時，產(chan) 生折光現象，這種現象是由於(yu) 光線在各種不同的介質中進行的速度不同造成的。折光率係指光線在空氣中傳(chuan) 播速度與(yu) 其在其它物質中的傳(chuan) 播速度之比值。光在各種介質中的傳(chuan) 播速度各不相同，當光線通過兩(liang) 種不同介質的界麵時會(hui) 改變方向。光改變方向（即折射）是因為(wei) 它的速度在改變。當光線從(cong) 一種介質進入另一種介質時，由於(yu) 在兩(liang) 介質中光速的不同，在分界麵上發生折射現象，而折射角與(yu) 介質密度、分子結構、溫度以及光的波長等有關(guan) 。將空氣作為(wei) 標準介質，在相同條件下測定折射角，經過換算後即為(wei) 該物質的折光率。

2、葡萄糖溶液旋光度的測定：

某些有機化合物因具有手性，能使偏振光的振動平麵旋轉，使偏振光振動平麵向左旋轉的為(wei) 左旋性物質，使偏振光振動平麵向右旋轉的為(wei) 右旋性物質。

化合物的旋光性可用它的比旋光度或分子旋光度來表示。物質的旋光度與(yu) 溶液濃度、溶劑、溫度、旋光管長度和所用的波長等都有關(guan) 係。因此在測定旋光度時有關(guan) 因素都應表示出來。

旋光性：化合物使平麵偏振光偏振麵旋轉的性質。

旋光物質：具有旋光性的物質稱為(wei) 旋光物質，或稱為(wei) 光學活性物質。 

旋光度(α)：偏振麵被旋轉的角度。

旋光性物質的旋光度和旋光方向可用旋光儀(yi) 進行測定。

由旋光儀(yi) 測得的旋光度，甚至旋光方向，不僅(jin) 與(yu) 物質的結構有關(guan) ，而且與(yu) 測定的條件有關(guan) 。因為(wei) 旋光現象是偏振光透過旋光性物質的分子時所造成的。透過的分子愈多，偏振光旋轉的角度愈大。因此，由旋光儀(yi) 式測得的旋光度與(yu) 被測樣品的濃度（如果是溶液），以及盛放樣品的管子（旋光管）的長度密切相關(guan) 。

右旋體(ti) 和左旋體(ti) ：若手性化合物能使偏振麵右旋（順時針）稱為(wei) 右旋體(ti) ，用(+)表示；而其對映體(ti) 必使偏振麵左旋（逆時針）相等角度，稱為(wei) 左旋體(ti) ，用(-)表示。

比旋光度：通常，規定旋光管的長度為(wei) 1dm，待測物質溶液的濃度為(wei) 1g/mL，在此條件下測得的旋光度叫做該物質的比旋光度，用[α]表示。比旋光度僅(jin) 決(jue) 定於(yu) 物質的結構，因此，比旋光度是物質*的物理常數。

樣品的比旋光度計算：

式中：X——比旋光度（°）         α——旋光度（°）

      100——樣品總體(ti) 積的數值（g） L——旋光管的長度的數值（dm）

      X₁——樣品水分的質量分數（%）

四、實驗儀(yi) 器和試劑

儀(yi) 器：1、 全自動數顯阿貝折光儀(yi)

測量範圍：1.32700 至 1.58000，測量精度：±0.00004

2、 旋光儀(yi)

旋光度：精度±0.005°, 分辨率0.001°

          儀(yi) 器重複性達到±0.003°,589nm和882nm雙波長

  分析天平：感量0.1mg

  容量瓶：100mL，1000ml

  稱量瓶：50mm×30mm

    澱粉固體(ti) ，加入100ml 蒸餾水加熱溶解。

五、實驗步驟

1、葡萄糖溶液折光率的測定：

（1）、折光率的純水歸零

折光儀(yi) 使用前應用蒸餾水進行純水歸零，20℃水的折光率為(wei) 1.33299。

校正時，按照以下規定的操作步驟操作：

    1．轉動棱鏡開關(guan) ，打開次棱鏡，把主棱鏡及次棱鏡表麵擦拭幹淨，滴一小滴蒸餾水在主棱鏡上，再關(guan) 上次棱鏡。

2．從(cong) 目鏡觀察明暗視場，調節測量旋鈕，使明暗分界線正好通過交叉線的交叉點。

3．按選擇鍵，屏幕上部顯示“TEST”，中間顯示[1]。

4．當中間顯示[1]時，按設置鍵，此時屏幕顯示折射率。

5．確認明暗分界線通過交叉點後，再按設置鍵。此時，儀(yi) 器會(hui) 自動進行校準。（若要選擇其它模式（折射率或Brix），按選擇鍵，當顯示出你所需要的模式後，按設置鍵）

（2）、葡萄糖溶液折光率的測定：

折光儀(yi) 放置在光線充恒溫恒濕的實驗室裏，先與(yu) 恒溫水浴連接好。向折光儀(yi) 通規定溫度的水（一般為(wei) 恒溫在20±0.1℃的水，在折光儀(yi) 棱鏡指示溫度達到規定溫度時，分開兩(liang) 麵棱鏡，注入樣品在棱鏡上，使試樣均勻地附在下棱鏡表麵，立即閉合棱鏡，壓緊。待溫度計讀數恢複到原規定溫度時，調節測量旋鈕，使明暗分界線通過交叉點，若分界線模糊，旋轉色差補償(chang) 旋鈕，使分界線清晰。讀數應顯示在A1折光儀(yi) 屏幕上，重複觀察及記錄讀數三次，所得讀數的算術平均值即為(wei) 樣品的折光率。

2、葡萄糖溶液旋光度的測定：

（1）旋光儀(yi) 零點的校正（校準可以空氣調零和溶劑調零）

在測定樣品前，先校正旋光儀(yi) 的零點，將放樣品用的旋光管洗淨，裝上蒸餾水，使液麵凸出管口，將玻璃蓋沿管口邊緣輕輕平推蓋好，不能帶入氣泡，然後旋上螺絲(si) 帽蓋使之不漏水，但不可過緊。將已裝好蒸餾水的樣品管擦幹，放入旋光儀(yi) 內(nei) ，罩上蓋子，開啟儀(yi) 器，按照以下步驟操作：

觸摸屏幕 "MEASUREMENT"（旋光管類型選擇(空氣調零選K)（有旋光管選A）

觸摸屏幕"ZERO."

儀(yi) 器顯示"READING"將開始閃爍。

屏幕顯示"ZERO SET END" 將顯示歸零結束。

（2）溶液樣品的配製：

稱取樣品10g（至0.0001g），置於(yu) 100mL容量瓶中，加水適量溶解，加氨0.2mL，用水稀釋至刻度，搖勻，放置10min。於(yu) 25℃用水調零，然後用樣液衝(chong) 洗旋光管兩(liang) 次，樣液裝滿旋光管，不能有氣泡產(chan) 生，進行測定。

（3）旋光度的測度

測定之前必須用已配製的溶液洗旋光管兩(liang) 次，以免有其它物質影響測量結果。

1、將樣品裝入已進行過歸零操作的旋光管內(nei) 。（必須使用原裝旋光管蓋子，以避免樣品的蒸發）

2、將旋光管放入樣品室，並蓋好樣品室蓋板。（旋光管放置的方向和位置必須與(yu) 進行歸零操作時一致）

3、觸摸 "START."開始測量顯示數值穩定時就完成了這次測量。

六、數據處理

1、葡萄糖溶液折光率的測定：

表1：葡萄糖溶液的折光率數據統計

2、葡萄糖溶液旋光度的測定：

葡萄糖溶液的比旋光度X：

表2：葡萄糖溶液旋光度測定數據統計

七、實驗討論與(yu) 心得

1、如果使用折光儀(yi) 時，在目鏡中觀察不到明顯的黑白分界線時，是由於(yu) 棱鏡間未充滿液體(ti) ，如果出現弧形光環，可能是由於(yu) 部分光線直接照射到聚光鏡上而沒有經過棱鏡，此時應重新調整入射光的角度範圍。

2、在測定葡萄糖旋光度時，裝入蒸餾水或待測液體(ti) 時，應當排出管內(nei) 的氣泡，若有未排除的氣泡，應讓氣泡浮在凸頸處。旋光管兩(liang) 端的螺絲(si) 帽不能旋得太緊，防止玻璃蓋產(chan) 生扭力而影響讀數正確性。

八、實驗結論：

1、葡萄糖溶液的折光率為(wei) ：1.34210

2、葡萄糖溶液的比旋光度為(wei) ：53.36

全自動數顯阿貝折光儀(yi) 的簡單操作方式：

滴2-3滴樣品在棱鏡樣品槽內(nei) →按START鍵進行開始測量→閃爍3秒後測量數值表示→測量完畢後將棱鏡樣品槽進行擦拭工作。

全自動數顯阿貝折光儀(yi) 的合作單位：

歡迎用戶郵寄樣品資料，進行樣品測量檢測

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