旋光管是旋光仪的核心部件,用于盛装待测旋光性物质溶液,其基本构造、工作原理及规格选择如下:
一、基本构造
旋光管通常由以下部分组成:
柱管:两端透光的容器,用于盛装样品溶液。
填料床:部分旋光管内部可能填充特定材料(如整体柱SPE中的填料),但传统旋光管主要依赖溶液本身的旋光性。
筛板:位于柱管两端,防止填料(如有)泄漏,同时允许溶液流通。
规格:常见长度为10 cm、20 cm、22 cm,其中10 cm规格常用;对旋光能力较弱或稀溶液,需选用20 cm或22 cm规格以提高准确度。
二、工作原理
旋光管的工作原理基于旋光性物质对偏振光振动平面的旋转作用:
光源:旋光仪采用单色光源(如钠光D线,波长589.3 nm),以消除不同波长光对旋光度的影响。
偏振光生成:光线通过起偏镜(如Nicol棱镜)后,成为平面偏振光。
旋光作用:偏振光通过旋光管中的旋光性物质溶液时,其振动平面会发生旋转,旋转角度(α)与物质结构、溶液浓度、旋光管长度及温度等因素相关。
检偏与测量:旋转后的偏振光通过检偏镜,若其振动平面与检偏镜允许通过的方向一致,则视野明亮;否则视野变暗。通过旋转检偏镜使视野恢复明亮,此时检偏镜的旋转角度即为样品的旋光度。
三、规格选择
旋光管规格的选择需综合考虑以下因素:
旋光能力:旋光能力较强的物质可选用较短规格(如10 cm);旋光能力较弱或溶液浓度较低时,需选用较长规格(如20 cm或22 cm)以提高准确度。
溶液浓度:低浓度溶液需更长的光程(即更长的旋光管)以增强旋光信号,降低读数相对误差。
实验要求:高精度实验或标准曲线绘制时,需根据实验条件选择合适规格,并确保旋光管长度与比旋光度计算一致。