第3章物理检验2-第三节-旋光法-食品检验与分析-教学ppt课件

LOGO第三节第三节 旋光法旋光法 1自然光与偏振光2偏振光的产生3旋光度与比旋光度4变旋光作用5旋光仪第三节 旋光法 1自然光与偏振光2偏振光的产生3旋光度与比旋1LOGO 光是一种电磁波，即光波的振动方向与其前进方向互相垂直。自然光有无数个与光的前进方向互相垂直的光波振动面。若光线前进的方向指向我们，则与之互相垂直的光波振动平面可表示为如图（a），图中箭头表示光波振动的方向。1.自然光与偏振光自然光与偏振光 光是一种电磁波，即光波的振动方向与2LOGO第3章物理检验2-第三节-旋光法-食品检验与分析-教学ppt课件3LOGO第3章物理检验2-第三节-旋光法-食品检验与分析-教学ppt课件4LOGO尼科尔棱镜示意图尼科尔棱镜示意图5LOGO 方解石对它们的折射率不同，对寻常光线的折射率是1.658；对非常光线的折射率是1.486。加拿大树胶对两种光线的折射率都是1.55。寻常光线由方解石到加拿大树胶是由光密介质到光疏介质，因其入射角（7625）大于临界角（6912），发生全反射而被涂黑的侧面吸收。非常光线由方解石到加拿大树胶是由光疏介质到光密介质，必将发生折射通过加拿大树胶，由棱镜的另一端面射出，从而产生了平面偏振光。方解石对它们的折射率不同，对寻常光线的折射率6LOGO 偏振片 利用偏振片也能产生偏振光。它是利用某些双折射晶体（如电气石）的二色性，即可选择性吸收寻常光线，而让非常光线通过的特性，把自然光变成偏振光。偏振片7LOGO3.旋光度旋光度1)旋光性、旋光性物质 分子结构中有不对称碳原子，能把偏振光的偏振面旋转一定角度的物质称为光学活性物质。许多食品成分都具有光学活性，如单糖、低聚糖、淀粉以及大多数的氨基酸和羟酸等。其中能把偏振光的振动平面向右旋转的，称为“具有右旋性”，以（十）号表示；反之，称为“具有左旋性”，以（一）号表示。3.旋光度1)旋光性、旋光性物质 8LOGO2)旋光度 偏振光通过光学活性物质的溶液时，其振动平面所旋转的角度叫做该物质溶液的旋光度，以表示。旋光度的大小与光源的波长、温度、旋光性物质的种类、溶液的浓度及液层的厚度有关。对于特定的光学活性物质，在光源波长和温度一定的情况下，其旋光度与溶液的浓度c和液层的厚度L成正比。即：旋光度旋光度旋光系数旋光系数溶液溶液浓度度液液层厚度厚度2)旋光度旋光度旋光系数溶液浓度液层厚度9LOGO3)3)比旋光度比旋光度当旋光性物质的浓度为 1gml，液层厚度为 l dm时所测得的旋光度称为比旋光度，以表示 。由上式可知：K11K 即：式中：比旋光度，度；t 温度，光源波长，nm；旋光度，度；L液层厚度或旋光管长度，dm；c溶液浓度，gml。3)比旋光度10LOGO 比旋光度与光的波长及测定温度有关。通常规定用钠光D线（波长 589.3nm）在20时测定，在此条件下，比旋光度用 表示。因在一定条件下比旋光度 是已知的，L为一定，故测得了旋光度就可计算出旋光质溶液中的浓度c。比旋光度与光的波长及测定温度有关。通常规定用钠光D11LOGO糖类的比旋光度糖类的比旋光度 53.3 138.5 194.8 196.4乳乳 糖糖麦芽糖麦芽糖糊糊 精精淀淀 粉粉 52.5 92.5 20.0 66.5葡萄糖葡萄糖果果 糖糖转化糖转化糖蔗蔗 糖糖糖类糖类糖类糖类糖类的比旋光度 53.3乳 糖 52.5葡萄糖12LOGO4.变旋光作用旋光作用定义 具有光学活性的还原糖类（如葡萄糖，果糖，乳糖、麦芽糖等），在溶解之后，其旋光度起初迅速变化，然后渐渐变得较缓慢，最后达到恒定值，这种现象称为变旋光作用。4.变旋光作用定义 13LOGO使果糖样品溶液变旋光作用迅速达到平衡的方法：1.样品配成溶液后，放置过夜再测定。2.若需立即测定，可将中性溶液（pH=7）加热至沸，或加几滴氨水后再稀释定容；3.若溶液已经稀释定容，则可加入碳酸钠干粉至石蕊试纸刚显碱性。在碱性溶液中，变旋光作用迅速，很快达到平衡。但微碱性溶液不宜放置过久，温度也不可太高，以免破坏果糖。使果糖样品溶液变旋光作用迅速达到平衡的方法：14LOGO5.旋光旋光仪WZB自动旋光仪 WXG型旋光仪5.旋光仪WZB自动旋光仪 WXG型旋光仪15LOGOWGX型旋光仪结构和原理 起偏棱镜一般用尼科尔（Nicol)棱镜，以获得偏振光。旋光管盛装待测液的玻璃管。检偏棱镜仍用尼科尔（Nicol)棱镜，用以检测从旋光管射出的偏振光振动平面与原来相比较的角度（可由刻度盘上的数值读出）。WGX型旋光仪结构和原理 16LOGO第3章物理检验2-第三节-旋光法-食品检验与分析-教学ppt课件17LOGO第3章物理检验2-第三节-旋光法-食品检验与分析-教学ppt课件18LOGO旋光仪结构示意图旋光仪结构示意图19LOGO测定方法 旋光仪的校准 将旋光管洗净、盛装蒸馏水后恒温，放入旋光仪中。调整检偏镜角度，使三分视野消失（图）将此读数作为零点。测定方法 旋光仪的校准20LOGO 测定待测液旋光度 旋光管（干燥清洁）装入待测液（应澄清且无气泡）恒温后，装入旋光仪。调整检偏镜使出现的三分视野恰好消失，次角即旋光角，可由刻度盘上读出。往往重复两次，再做比它稀释1倍的旋光度，以确定其真实的旋光度。实验过程中应注意温度恒定。测定待测液旋光度21LOGO 比旋光度的计算和记录 根据记录,用公式计算待测溶液的比旋光度在记录时,应同时记录旋光方向和所用溶剂。例如测d-酒石酸时，=+14.40(水)旋光仪测出的第一遍读数不一定是准确的旋光度数值,它可能是测出值 n 180（n=1，2，3，）。因此可用稀释1倍的溶液或使旋光管缩短1/2，则应用原值的1/2和 n 180的关系计算求出。比旋光度的计算和记录22LOGOWZB自动旋光仪WZB自动旋光仪23LOGO第3章物理检验2-第三节-旋光法-食品检验与分析-教学ppt课件24LOGO仪器WZZ-2B自动旋光仪(附20W钠光灯)，容量瓶100mL 烧杯250mL，分析天平步骤配制糖液及样液仪器预热校正测试仪器WZZ-2B自动旋光仪(附20W钠光灯)，容量瓶10025LOGO步骤a 配制葡萄糖溶液：准备称取5g（准至小数点后四位），葡萄糖于150mL烧杯中，加50mL水和0.2mL浓氨水溶液，放置30min后，将溶液转入100mL容量瓶中，以水稀至刻度。然后将容量瓶放入200.5的恒温水浴中恒温。b 将仪器电源插入220V交流电源（要求使用交流电子稳压器）并将接地脚可靠接地。c 向上打开电源开关，这时钠光灯在交流工作状态下起辉经5分钟，钠光灯激活后，钠光灯才发光稳定。步骤a 配制葡萄糖溶液：准备称取5g（准至小数点后四位），葡26LOGOd 向上打开电源开关（若光源开关板上后，钠光灯熄灭，则再将光源开关上下重复扳动1到2次，使钠光灯在直流下电亮，为正常）。e 打开测量开关，这时数码管应有数字显示。f 将装有蒸馏水或其它空白溶剂的试管放入样品室，盖上箱盖，待示数稳定后，按清零按扭，试管中若有气泡，应先让气泡浮在凸颈处。通光面两端的雾状水滴，应用软布搽干。试管螺帽不宜旋的过紧，以免产生应力，影响读数，试管安放时，应注意正确的位置和方向。d 向上打开电源开关（若光源开关板上后，钠光灯熄灭，则再将光27LOGOg 取出试管，并待样品注入试管，按相同的位置和方向放入样品室内，盖好箱盖，仪器数显窗将显示出该样品的旋光率，注意试管应用旋光仪测试样洗湿数次。h 逐次按下复测按扭，重复读几次，取平均值做该样品的测定结果。i 如果样品超过测量范围仪器在40处来回振荡，此时取出试管，仪器即自动转回零位，此时可将试液稀释一倍再测。g 取出试管，并待样品注入试管，按相同的位置和方向放入样品室28LOGOj 仪器使用完毕后，应依次关闭测量光源电源开关。k 钠灯在电流供电后系统出现故障不能使用时，仪器也可在钠灯交流供电（光源、开关、不向上升高）的情况下测试，但仪器的性能可能略有降低。l 当放入样品小于0.5时，系数可能变化。这时只要按复测按扭，就会出现新的数字。j 仪器使用完毕后，应依次关闭测量光源电源开关。29LOGOThank You!