旋光管是旋光儀的核心部件,用于盛裝待測旋光性物質溶液,其基本構造、工作原理及規格選擇如下:
一、基本構造
旋光管通常由以下部分組成:
柱管:兩端透光的容器,用于盛裝樣品溶液。
填料床:部分旋光管內部可能填充特定材料(如整體柱SPE中的填料),但傳統旋光管主要依賴溶液本身的旋光性。
篩板:位于柱管兩端,防止填料(如有)泄漏,同時允許溶液流通。
規格:常見長度為10 cm、20 cm、22 cm,其中10 cm規格常用;對旋光能力較弱或稀溶液,需選用20 cm或22 cm規格以提高準確度。
二、工作原理
旋光管的工作原理基于旋光性物質對偏振光振動平面的旋轉作用:
光源:旋光儀采用單色光源(如鈉光D線,波長589.3 nm),以消除不同波長光對旋光度的影響。
偏振光生成:光線通過起偏鏡(如Nicol棱鏡)后,成為平面偏振光。
旋光作用:偏振光通過旋光管中的旋光性物質溶液時,其振動平面會發生旋轉,旋轉角度(α)與物質結構、溶液濃度、旋光管長度及溫度等因素相關。
檢偏與測量:旋轉后的偏振光通過檢偏鏡,若其振動平面與檢偏鏡允許通過的方向一致,則視野明亮;否則視野變暗。通過旋轉檢偏鏡使視野恢復明亮,此時檢偏鏡的旋轉角度即為樣品的旋光度。
三、規格選擇
旋光管規格的選擇需綜合考慮以下因素:
旋光能力:旋光能力較強的物質可選用較短規格(如10 cm);旋光能力較弱或溶液濃度較低時,需選用較長規格(如20 cm或22 cm)以提高準確度。
溶液濃度:低濃度溶液需更長的光程(即更長的旋光管)以增強旋光信號,降低讀數相對誤差。
實驗要求:高精度實驗或標準曲線繪制時,需根據實驗條件選擇合適規格,并確保旋光管長度與比旋光度計算一致。