化学实验报告——葡萄糖、果糖的旋光度测定.doc

葡萄糖、果糖的旋光度测定 实验目的和要求 了解旋光仪测定旋光度的基本原理； 掌握用旋光仪测定溶液或液体物质的旋光度的方法； 了解葡萄糖和果糖的旋光性质； 学习通过测定旋光度计算溶液含糖量的方法。 实验内容和原理 只在一个平面上振动的光叫做平面偏振光，简称偏振光。物质能使偏振光的振动平面旋转的性质，称为旋光性或光学活性。具有旋光性的物质，叫做旋光性物质或光学活性物质。旋光性物质使偏振光的振动平面旋转的角度叫做旋光度。 许多有机化合物，尤其是来自生物体内的大部分天然产物，如氨基酸、生物碱和碳水化合物等，都具有旋光性。这是由于它们的分子结构具有手征性所造成的。因此，旋光度的测定对于研究这些有机化合物的分子结构具有重要的作用，此外，旋光度的测定对于确定某些有机反应的反应机理也是很有意义的。 测定溶液或液体的旋光度的仪器称为旋光仪，其工作原理见下图。常用的旋光仪主要由光源、起偏镜、样品管(也叫旋光管)和检偏镜几部分组成。 物质的旋光度与测定时所用溶液的浓度、样品管长度、温度、所用光源的波长及溶剂的性质等因素有关。因此，常用比旋光度[α]来表示物质的旋光性。 溶液的比旋光度与旋光度的关系为： 式中为比旋光度；t为测定时的温度(℃)；D表示钠光(波长λ＝589.3nm)；α为观测的旋光度；c为溶液的浓度，以g·mL-1为单位；L为样品管的长度，以dm为单位。 如果被测定的旋光性物质为纯液体，可直接装入样品管中进行测定，这时，比旋光度可由下式求出： 式中d为纯液体的密度(g·mL-1)。 测定旋光度具有以下意义： 测定已知物溶液的旋光度，再查其比旋光度，即可计算出已知物溶液的浓度。 将未知物配制成已知浓度的溶液，测其旋光度，计算出比旋光度，再与文献值对照，作为鉴定未知物的依据。 由比旋光度可按下式求出样品的光学纯度(OP)。光学纯度的定义是：旋光性产物的比旋光度除以光学纯试样在相同条件下的比旋光度。 主要物料及产物的物理常数 英文名 分子式 分子量 结构式 比旋光度 D-葡萄糖 (2S,3R,4R,5S)-6-(hydroxymethyl)-2,3,4,5,6-pentamethyltetrahydro-2H-pyran-2,3,4,5-tetraol C6H12O6 198.17 +52.5° D-果糖 (2R,3S,4S,5R)-2,5-bis(hydroxymethyl)tetrahydrofuran-2,3,4-triol C5H10O5 180.16 -92° 主要仪器设备 　仪器　WZZ-2S自动旋光仪；样品管。 　试剂　待测葡萄糖、果糖样品溶液。 操作方法和实验步骤　 样品管的充填 将样品管一端的螺帽旋下，取下玻璃盖片(小心不要掉在地上摔碎！)，然后将管竖直，管口朝上。用滴管注入待测溶液或蒸馏水至管口，并使溶液的液面凸出管口。小心将玻璃盖片沿管口方向盖上，把多余的溶液挤压溢出，使管内不留气泡，盖上螺帽。管内如有气泡存在，需将气泡移动至样品管的凸颈位置。装好后，将样品管外部拭净，以免沾污仪器的样品室。 用WZZ-2S自动旋光仪测定糖类化合物的旋光度 接通电源后，打开电源开关(见仪器左侧)，等待10min使钠灯发光稳定。 打开光源开关，(若光源开光打开后，钠光灯熄灭，则再将光源开关上下重复打开1到2次，使钠光灯在直流下点亮，为正常。) 按“测量”键(见仪器正面)，这时液晶屏应有数字显示。 注意：开机后“测量”键只需按一次，如果误按该键，则仪器停止测量，液晶屏无显示。用户可再 次按“测量”键，液晶重新显示，此时需重新校零。若液晶屏已有数字显示，则不需按“测量”键。 将已注入蒸馏水的样品管放入仪器试样室的试样槽中，盖上箱盖，待示数稳定后，按下“清零”键，使显示为零。 注意：样品管中若有气泡，应先让气泡浮在凸颈处。 取出装蒸馏水的样品管，将将充满葡萄糖溶液的样品管放入试样室的试样槽中，盖好箱盖。仪器读数窗将显示出该样品的旋光度。 逐次揿下复测按钮，重复读几次数，取平均值作为葡萄糖溶液的测定结果。 把葡萄糖溶液的换成果糖溶液重复步骤(5)、(6)测定果糖溶液的旋光度。 注意：记录所用样品管的长度、测定时的温度，并注明所用溶剂(如用水做溶剂则可省略)。 仪器使用完毕后，应依次关闭测量、光源、电源开关。 测定完毕，将样品管中的液体倒出，洗净，吹干，并在橡皮垫上加滑石粉保存。 实验结果与分析 实验数据记录表 光程长度 旋光度 1 2 3 平均 葡萄糖 2 dm +5.094° +5.096° +5.096° +5.095° 果糖 1 dm -4.740° -4.742° -4.738° -4.740° 通过实验测得的旋光度，用下式分别计算葡萄糖溶液和果糖溶液的浓度： 葡萄糖：比旋光度 = +52.5°，计算得c = 0