[科普中国]-旋光率

1911 年，阿喇果发现，当线偏振光通过某些透明物质时，它的振动面将会绕光的传播方向转过一定的角度，这种现象就叫旋光效应，光的振动面转过的角度称为旋光度，又称旋光率。使光的振动面产生旋转的物质叫做旋光物质（进一步地，迎着光的传播方向看，使光的振动面顺时针转动的物质叫右旋物质，反之则为左旋物质）。常见的旋光物质有：石英、朱砂、酒石酸、食糖溶液、松节油等。旋光仪是测定旋光物质旋光度的仪器，通过对旋光度的测定可确定物质的浓度、纯度、比重、含量等，可供一般的成分分析之用，广泛应用于石油、化工、制药、香料、制糖及食品、酿造等工业。

基本概念旋光率，又称旋光度，当平面偏振光通过含有某些光学活性的化合物液体或溶液时，能引起旋光现象，使偏振光的平面向左或向右旋转（按顺时针方向转动称为右旋，用“+”表示；按逆时针方向转动称为左旋，用“-”表示）1。

物体具有旋光性的条件物体具有旋光性，其结构不能具有空间反演不变的性质。对于分子可以随机朝向的多晶或者溶液，分子必须具有手征性。由于有机分子本身的手征性导致的旋光性称为内旋光，内旋光分为左旋光和右旋光性，但如果一种物体内部同时具有左右旋光或物体分子本身结构具有相反的手性，则物体不表现旋光性。由于物体内部同时具有左右旋光的分子而不表现旋光性称为外消旋性，而分子本身结构具有相反的手性而不表现旋光性称为内消旋性2。

旋光率的测定手性化合物的旋光度可用旋光仪来测定。旋光仪结构如图所示。其基本原理为从钠光源发出的光，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3。

下面以葡萄糖溶液的旋光度测定为例说明旋光度的测试步骤：

1．待测溶液的配制：准确量取0.50g/mL的葡萄糖和果糖样品10.00mL，定容在100mL容量瓶中配成溶液。

2．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）。

3．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）。

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。

注意事项：

1、旋光管中不能有气泡。

2、旋光管管盖只要旋至不漏水即可。过紧了，旋钮会造成损坏，或因玻片受力而致使有一定的假旋光。

3、实验完毕后，用蒸馏水洗净旋光管，并擦干外壁，以防止金属部件被腐蚀4。

本词条内容贡献者为:

蒲富永 - 教授 - 西南大学