旋光度又稱(chēng)旋光率,比旋光度(物質(zhì)旋光度是一常數,通常用旋光度同特定化合物的比值,即比旋光度a表示,故旋光度又稱(chēng)"比旋光度"這句話(huà)不準確),當平面偏振光通過(guò)含有某些光學(xué)活性的化合物液體或溶液時(shí),能引起旋光現象,使偏振光的平面向左或向右旋轉(按順時(shí)針?lè )较蜣D動(dòng)稱(chēng)為右旋,用“+”表示;按逆時(shí)針?lè )较蜣D動(dòng)稱(chēng)為左旋,用“-”表示)。
物體具有旋光性,其結構不能具有空間反演不變的性質(zhì)。對于分子可以隨機朝向的多晶或者溶液,分子必須具有手征性。由于有機分子本身的手征性導致的旋光性稱(chēng)為內旋光,內旋光分為左旋光和右旋光性,但如果一種物體內部同時(shí)具有左右旋光或物體分子本身結構具有相反的手性,則物體不表現旋光性。由于物體內部同時(shí)具有左右旋光的分子而不表現旋光性稱(chēng)為外消旋性,而分子本身結構具有相反的手性而不表現旋光性稱(chēng)為內消旋性。
自動(dòng)旋光儀是用來(lái)測定光學(xué)活性物質(zhì)旋光能力大小和方向的儀器。光學(xué)活性物質(zhì)可以旋轉偏振光平面,其大小和方向除了與該物質(zhì)結構有關(guān)外,還與測定時(shí)的溫度、所用光的波長(cháng)、溶液的濃度和溶劑、旋光管的長(cháng)度等有關(guān)。一般單色光源用鈉光燈,波長(cháng)為589nm,以D表示。規定以每毫升溶液所含溶質(zhì)的克數作為質(zhì)量濃度的單位。由旋光儀測得旋光角度后,可以下式計算旋光度:α為用旋光儀測得的旋光度;c為溶液的質(zhì)量濃度(g/ml);l為旋光管的長(cháng)度/dm;t為測定時(shí)溫度(℃),λ為測定所用光波波長(cháng)(鈉光以D表示)。光活性物質(zhì)為液體時(shí),則以密度ρ(g/ml)代替c,即若以100ml溶液含溶質(zhì)的克數,則,如果糖的水溶液,溶液濃度為5g/100ml,在1dm旋光管中測得旋光角度為-4.64°,則:書(shū)寫(xiě)旋光度時(shí),除注明溫度,光波波長(cháng)外,在數據后的括號內,注明其質(zhì)量百分濃度和配制溶液用的溶劑。
影響自動(dòng)旋光儀旋光度測量的因素
(1)溶劑的影響
旋光物質(zhì)的旋光度主要取決于物質(zhì)本身的結構。另外,還與光線(xiàn)透過(guò)物質(zhì)的厚度,測量時(shí)所用光的波長(cháng)和溫度有關(guān)。如果被測物質(zhì)是溶液,影響因素還包括物質(zhì)的濃度,溶劑也有一定的影響。因此旋光物質(zhì)的旋光度,在不同的條件下,測定結果通常不一樣。
(2)溫度的影響
溫度升高會(huì )使旋光管膨脹而長(cháng)度加長(cháng),從而導致待測液體的密度降低。另外,溫度變化還會(huì )使待測物質(zhì)分子間發(fā)生締合或離解,使旋光度發(fā)生改變。不同物質(zhì)的溫度系數不同,一般在-(0.01~0.04)℃之間。為此在實(shí)驗測定時(shí)必須恒溫,旋光管上裝有恒溫夾套,與恒溫槽超級恒溫槽連接。
(3)濃度和旋光管長(cháng)度對比旋光度的影響
在一定的實(shí)驗條件下,常將旋光物質(zhì)的旋光度與濃度視為成正比,因為將比旋光度作為常數。而旋光度和溶液濃度之間并不是嚴格地呈線(xiàn)性關(guān)系,因此嚴格講比旋光度并非常數,旋光度與旋光管的長(cháng)度成正比。旋光管通常有10cm、20cm、22cm三種規格。經(jīng)常使用的有10cm長(cháng)度的。但對旋光能力較弱或者較稀的溶液,為提高準確度,降低讀數的相對誤差,需用20cm或22cm長(cháng)度的旋光管。