Поляриметрические методы определения углеводов

Углеводы (сахара и крахмал, которые в первую очередь подлежат контролю в бродильных производствах) обладают оптической активностью, которая обусловливается наличием в их молекулах асимметрических атомов углерода.

Оптическую активность углеводов можно обнаружить и измерить при помощи поляризованного света. Поляризованным называют свет, у которого электромагнитные колебания происходят только в одной плоскости, перпендикулярной направлению луча света. Эта плоскость называется плоскостью колебаний, а перпендикулярная ей плоскость – плоскостью поляризации. Обе плоскости взаимосвязаны: при изменении положения одной плоскости на ту же величину изменяется положение другой.

При прохождении поляризованного света через слой оптически активного вещества плоскость поляризации изменяет свое положение, поворачиваясь вправо или влево (если смотреть навстречу лучу света) на некоторый угол, который называется углом вращения плоскости поляризации α. Вращение плоскости поляризации вправо обозначают знаком «+», влево – знаком «–».

Прибор для измерения угла поворота плоскости поляризации света называется поляриметром. Шкала сахариметра градуирована по сахарозе в условных градусах (рис. 2).

Рис. 2. Схема простого кварцевого компенсатора и

шкала поляриметра

По этой шкале отсчет 100 ^оS получают, когда измеряют вращение раствора, содержащего при 20 ^оС в 100 см³ 26,0 г химически чистой безводной сахарозы, а измерение проводят при 20 ^оС в поляриметрической трубке длиной 200 мм. Отсчет 0 ^оS получают, когда та же трубка заполнена дистиллированной водой. Расстояние между этими отметками делят на сто равных частей – градусов, следовательно, 1 ^оS шкалы соответствует 0,26 г сахарозы. Такая шкала называется международной сахарной шкалой. 100 ^оS сахарной шкалы соответствуют 34,62 град дуговой шкалы поляриметра, а 1 ^оS = 0,3462 град дуговой шкалы. Число 0,3462 используется как коэффициент перевода градусов сахарной шкалы в дуговые градусы.

Масса навески 26,0 г и трубка длиной 200 мм называются нормальными. Если на анализ берут нормальную навеску материала или раствора, содержащую сахарозу, и поляриметрируют в нормальной трубке, то шкала сахариметра показывает содержание сахарозы в анализируемом образце в процентах.

Например, при анализе мелассы взяли массу навески 26,0 г в колбу на 100 см³, измерение вращения проводили в трубке длиной 200 мм. При этом показание шкалы было 48,2 ^оS, следовательно, в навеске содержалось 48,2 – 0,26 г сахарозы а в 100 г мелассы содержится (48,2 – 0,26) · 100: 26,0 = 48,2 % сахарозы. Таким образом, работать с нормальной навеской или с кратным ей количеством сахарозосодержащего вещества очень удобно. Чтобы получить результаты анализа в процентах, показание сахариметра для трубки длиной 100 мм умножают на 2, а для трубки длиной 400 мм делят на 2.

Точность установки на полутень, а следовательно, и точность измерения зависят от опытности и субъективных особенностей светового восприятия наблюдателя. Поэтому при анализе одного и того же раствора двумя исполнителями могут получаться разные результаты. К тому же при большом числе измерений глаза быстро утомляются, острота восприятия снижается и воспроизводимость измерений падает. Эти недостатки визуальных сахариметров устранены в современных автоматических фотоэлектрических поляриметрах.

Основной недостаток поляриметрического метода заключается в его неспецифичности: им нельзя определить один какой-нибудь сахар в присутствии других сахаров и оптически активных несахаров. При измерении угла вращения такой смеси получают алгебраическую сумму углов вращений право- и левовращающих веществ. Поэтому, когда нужно найти действительное содержание данного сахара, прибегают к различным сложным приемам. Для анализа чистых сахаров этот метод является одним из наиболее быстрых и точных, так как позволяет определять содержание сахара с точностью до 0,02 % и не требует большого разведения раствора, всегда вносящего ошибку в результаты анализа.

Поиск по сайту: