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      淀粉葡萄糖溶液的折光率和旋光度的測定方法

      更新時(shí)間:2014-12-04 點(diǎn)擊次數(shù):9184

      一、摘要

      物質(zhì)的折光率及旋光度是物質(zhì)基本物理常數(shù)。學(xué)習(xí)和掌握全自動數(shù)顯阿貝折光儀、旋光儀的使用方法,能夠簡單快速,較為準(zhǔn)確的測得樣品的折光率和旋光度。本實(shí)驗(yàn)通過使用折光儀、旋光儀簡單快速的測得了葡萄糖溶液的折光率和旋光度.

      二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>

      1、掌握全自動數(shù)顯阿貝折光儀、旋光儀的使用方法;

      2、了解全自動數(shù)顯阿貝折光儀 DR-A1、及旋光儀SAC-I的構(gòu)造;

      3、掌握物質(zhì)的基本特性常數(shù)的計(jì)算方法及測定意義;

      4、通過實(shí)驗(yàn)掌握旋光度、折光率、測定的方法與原理;

      三、實(shí)驗(yàn)原理

      1、葡萄糖溶液折光率的測定:

      光線自一種透明介質(zhì)時(shí),產(chǎn)生折光現(xiàn)象,這種現(xiàn)象是由于光線在各種不同的介質(zhì)中進(jìn)行的速度不同造成的。折光率系指光線在空氣中傳播速度與其在其它物質(zhì)中的傳播速度之比值。光在各種介質(zhì)中的傳播速度各不相同,當(dāng)光線通過兩種不同介質(zhì)的界面時(shí)會改變方向。光改變方向(即折射)是因?yàn)樗乃俣仍诟淖儭.?dāng)光線從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí),由于在兩介質(zhì)中光速的不同,在分界面上發(fā)生折射現(xiàn)象,而折射角與介質(zhì)密度、分子結(jié)構(gòu)、溫度以及光的波長等有關(guān)。將空氣作為標(biāo)準(zhǔn)介質(zhì),在相同條件下測定折射角,經(jīng)過換算后即為該物質(zhì)的折光率。

      2、葡萄糖溶液旋光度的測定:

      某些有機(jī)化合物因具有手性,能使偏振光的振動平面旋轉(zhuǎn),使偏振光振動平面向左旋轉(zhuǎn)的為左旋性物質(zhì),使偏振光振動平面向右旋轉(zhuǎn)的為右旋性物質(zhì)。

      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(zhì)的旋光度與溶液濃度、溶劑、溫度、旋光管長度和所用的波長等都有關(guān)系。因此在測定旋光度時(shí)有關(guān)因素都應(yīng)表示出來。

      旋光性:化合物使平面偏振光偏振面旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)。

      旋光物質(zhì):具有旋光性的物質(zhì)稱為旋光物質(zhì),或稱為光學(xué)活性物質(zhì)。 

      旋光度(α):偏振面被旋轉(zhuǎn)的角度。

      旋光性物質(zhì)的旋光度和旋光方向可用旋光儀進(jìn)行測定。

      旋光儀測得的旋光度,甚至旋光方向,不僅與物質(zhì)的結(jié)構(gòu)有關(guān),而且與測定的條件有關(guān)。因?yàn)樾猬F(xiàn)象是偏振光透過旋光性物質(zhì)的分子時(shí)所造成的。透過的分子愈多,偏振光旋轉(zhuǎn)的角度愈大。因此,由旋光儀式測得的旋光度與被測樣品的濃度(如果是溶液),以及盛放樣品的管子(旋光管)的長度密切相關(guān)。

      右旋體和左旋體:若手性化合物能使偏振面右旋(順時(shí)針)稱為右旋體,用(+)表示;而其對映體必使偏振面左旋(逆時(shí)針)相等角度,稱為左旋體,用(-)表示。

      比旋光度:通常,規(guī)定旋光管的長度為1dm,待測物質(zhì)溶液的濃度為1g/mL,在此條件下測得的旋光度叫做該物質(zhì)的比旋光度,用[α]表示。比旋光度僅決定于物質(zhì)的結(jié)構(gòu),因此,比旋光度是物質(zhì)*的物理常數(shù)。

      樣品的比旋光度計(jì)算:

       

      式中:X——比旋光度(°)         α——旋光度(°)

            100——樣品總體積的數(shù)值(g L——旋光管的長度的數(shù)值(dm

            X1——樣品水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%

       

      四、實(shí)驗(yàn)儀器和試劑

      儀器:1、 全自動數(shù)顯阿貝折光儀

      測量范圍:1.32700  1.58000,測量精度:±0.00004

       

      2、 旋光儀

      旋光度:精度±0.005°分辨率0.001°

                儀器重復(fù)性達(dá)到±0.003°,589nm882nm雙波長

        分析天平:感量0.1mg

        容量瓶:100mL1000ml

        稱量瓶:50mm×30mm

          淀粉固體,加入100ml 蒸餾水加熱溶解。

       

      五、實(shí)驗(yàn)步驟

      1、葡萄糖溶液折光率的測定:

      1)、折光率的純水歸零

      折光儀使用前應(yīng)用蒸餾水進(jìn)行純水歸零,20℃水的折光率為1.33299

      校正時(shí),按照以下規(guī)定的操作步驟操作:

          1.轉(zhuǎn)動棱鏡開關(guān),打開次棱鏡,把主棱鏡及次棱鏡表面擦拭干凈,滴一小滴蒸餾水在主棱鏡上,再關(guān)上次棱鏡。

      2.從目鏡觀察明暗視場,調(diào)節(jié)測量旋鈕,使明暗分界線正好通過交叉線的交叉點(diǎn)。

      3.按選擇鍵,屏幕上部顯示“TEST”,中間顯示[1]

      4.當(dāng)中間顯示[1]時(shí),按設(shè)置鍵,此時(shí)屏幕顯示折射率。

      5.確認(rèn)明暗分界線通過交叉點(diǎn)后,再按設(shè)置鍵。此時(shí),儀器會自動進(jìn)行校準(zhǔn)。(若要選擇其它模式(折射率或Brix),按選擇鍵,當(dāng)顯示出你所需要的模式后,按設(shè)置鍵)

       

      2)、葡萄糖溶液折光率的測定:

      折光儀放置在光線充恒溫恒濕的實(shí)驗(yàn)室里,先與恒溫水浴連接好。向折光儀通規(guī)定溫度的水(一般為恒溫在20±0.1℃的水,在折光儀棱鏡指示溫度達(dá)到規(guī)定溫度時(shí),分開兩面棱鏡,注入樣品在棱鏡上,使試樣均勻地附在下棱鏡表面,立即閉合棱鏡,壓緊。待溫度計(jì)讀數(shù)恢復(fù)到原規(guī)定溫度時(shí),調(diào)節(jié)測量旋鈕,使明暗分界線通過交叉點(diǎn),若分界線模糊,旋轉(zhuǎn)色差補(bǔ)償旋鈕,使分界線清晰。讀數(shù)應(yīng)顯示在A1折光儀屏幕上,重復(fù)觀察及記錄讀數(shù)三次,所得讀數(shù)的算術(shù)平均值即為樣品的折光率。

      2、葡萄糖溶液旋光度的測定:

      1)旋光儀零點(diǎn)的校正(校準(zhǔn)可以空氣調(diào)零和溶劑調(diào)零)

      在測定樣品前,先校正旋光儀的零點(diǎn),將放樣品用的旋光管洗凈,裝上蒸餾水,使液面凸出管口,將玻璃蓋沿管口邊緣輕輕平推蓋好,不能帶入氣泡,然后旋上螺絲帽蓋使之不漏水,但不可過緊。將已裝好蒸餾水的樣品管擦干,放入旋光儀內(nèi),罩上蓋子,開啟儀器,按照以下步驟操作:

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

      觸摸屏幕"ZERO."

      儀器顯示"READING"將開始閃爍。

      屏幕顯示"ZERO SET END" 將顯示歸零結(jié)束。

      2)溶液樣品的配制:

      稱取樣品10g(至0.0001g),置于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。于25℃用水調(diào)零,然后用樣液沖洗旋光管兩次,樣液裝滿旋光管,不能有氣泡產(chǎn)生,進(jìn)行測定。

      3)旋光度的測度

      測定之前必須用已配制的溶液洗旋光管兩次,以免有其它物質(zhì)影響測量結(jié)果。

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

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

       

      3、觸摸 "START."開始測量顯示數(shù)值穩(wěn)定時(shí)就完成了這次測量。

       

       

       

      六、數(shù)據(jù)處理

      1、葡萄糖溶液折光率的測定:

      1:葡萄糖溶液的折光率數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

      序號

      1

      2

      3

      22.2℃蒸餾水的折光率

      1.32850

      1.32850

      1.32850

      葡萄糖溶液折光率的測定值

      1.34210

      1.34210

      1.34210

      葡萄糖的折光率

      1.34210

      2葡萄糖溶液旋光度的測定:

      葡萄糖溶液的比旋光度X

       

      2:葡萄糖溶液旋光度測定數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

      項(xiàng)目

      數(shù)值

      葡萄糖溶液中水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%

      90.91

      葡萄糖溶液的旋光度(°)

      5.336

      葡萄糖溶液的比旋光度(°)

      53.36

       

      七、實(shí)驗(yàn)討論與心得

      1如果使用折光儀時(shí),在目鏡中觀察不到明顯的黑白分界線時(shí),是由于棱鏡間未充滿液體,如果出現(xiàn)弧形光環(huán),可能是由于部分光線直接照射到聚光鏡上而沒有經(jīng)過棱鏡,此時(shí)應(yīng)重新調(diào)整入射光的角度范圍。

      2在測定葡萄糖旋光度時(shí),裝入蒸餾水或待測液體時(shí),應(yīng)當(dāng)排出管內(nèi)的氣泡,若有未排除的氣泡,應(yīng)讓氣泡浮在凸頸處。旋光管兩端的螺絲帽不能旋得太緊,防止玻璃蓋產(chǎn)生扭力而影響讀數(shù)正確性。

      八、實(shí)驗(yàn)結(jié)論:

      1、葡萄糖溶液的折光率為:1.34210

      2、葡萄糖溶液的比旋光度為:53.36

      全自動數(shù)顯阿貝折光儀的簡單操作方式:

      2-3滴樣品在棱鏡樣品槽內(nèi)START鍵進(jìn)行開始測量閃爍3秒后測量數(shù)值表示測量完畢后將棱鏡樣品槽進(jìn)行擦拭工作。

      全自動數(shù)顯阿貝折光儀的合作單位:

               

       

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