[科普中国]-旋光法

利用物质的旋光性质测定溶液浓度的方法。许多物质具有旋光性（又称光学活性），如含有手征性碳原子的有机化合物。当平面偏振光通过这些物质（液体或溶液）时，偏振光的振动平面向左或向右旋转，这种现象称为旋光。偏振光旋转的角度称为旋光度，旋转的方向与时针转动方向相同时称为右旋，以“+”号表示；如与之相反,则称为左旋,以“-”号表示。

原理旋光性质为化合物的特性，可以用于鉴别和定量测定。为便于比较，通常将旋光度换算成比旋光度（又称旋光率），其定义为在一定温度下，一定波长的偏振光透过每毫升中含有1克旋光性物质的溶液1分米长时所旋转的角度。

仪器测定旋光的仪器称为旋光计，它由单色光源、偏光镜、测量管、分析镜和检测装置所组成。由光源发出的单色光经过偏光镜（常用尼科尔棱镜）产生面偏振光，然后通过测量管，照到分析镜上。分析镜为另一偏光镜，可在轴心方向转动。当测量管内不含样品时，通过分析镜的光强度由偏光镜与分析镜偏振面的交角而定。交角为零度时则全部通过，而当二者成90°角时，则无光线通过，在分析镜上的检测装置视野中将为全暗。此时，如果在测量管中装上光学活性物质的溶液时，由于偏振光被旋转，从测量管透过的光与分析镜偏振面的交角不再为90°，因此有部分光线通过，在检测器视野中将看到光亮。将分析镜旋转,又可使视野中变为全暗,此时偏振光与分析镜的偏振面又为直角相交。分析镜旋转的角度可由刻度盘上读出，此读数即样品的旋光度。为了便于观察，仪器中常装有半荫器，将视野分为两个半圆，测量时将分析镜调节至两个半圆内的光亮度相等时作为终点。新式的仪器则使用光电管或其他装置，将光强度转为电信号后测量，或自动显示出旋光度读数，消除了人为的误差，提高了准确度。

影响比旋光度的因素1、浓度：大多数光学活性物质的比旋光度都或多或少地受浓度的影响；

2、溶剂：溶剂对比旋光度的影响差别很大，和溶剂分子与溶质分子之间的作用有关。因此在报道比旋光度时，均需注明所用的溶剂和浓度,如“c=1，CHCl3”表明系在氯仿中配成1%浓度的溶液进行测量的。

3、温度：进行测量时应保持在恒定温度并标明之。

4、波长：比旋光度与波长的关系用德鲁德方程表示。测量时必须固定波长，常用钠光谱的D线（589.3纳米）,有时也用汞的绿线（546.1纳米）。以比旋光度或旋光度对波长作图，称为旋光谱，英文缩写为ORD。

应用旋光法可用于各种光学活性物质的定量测定或纯度检验。将样品在指定的溶剂中配成一定浓度的溶液，由测得的旋光度算出比旋光度，与标准比较，或以不同浓度溶液制出标准曲线，求出含量。在旋光计的基础上还发展了一种糖量计，专门用于测量蔗糖含量。用白光为光源，以石英楔抵消蔗糖溶液对不同波长光的色散，并将石英楔校正，标以蔗糖的百分含量，即可直接测出浓度，简便迅速，常用于制糖工业。

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方正 - 副教授 - 江南大学