什麼是比旋光度?
比旋光度(以 \([\alpha]\) 表示)是手性物質(具光學活性物質)的一項標準化「強度性質」。它用來描述溶液使平面偏振光旋轉的程度,並換算成光程 1 分米、濃度 1 克/毫升的標準條件。由於直接觀測到的旋光度會隨樣品管長度與濃度而改變,化學家會改用比旋光度來呈報數據,如此一來不同實驗室的結果就能互相比較,也方便用來鑑定化合物或評估純度。
如何使用本計算器
請輸入三個數值:以旋光計測得的觀測旋光度 \(\alpha\)(單位為度)、光程長度 \(l\)(即樣品管長度,單位為分米 dm),以及濃度 \(c\)(單位為克/毫升 g/mL)。按下計算即可得到 \([\alpha]\)。結果為正值表示該物質為右旋(使偏振光順時針旋轉,+);結果為負值則表示為左旋(逆時針旋轉,−)。
公式解析
計算公式為 $$[\alpha] = \frac{\alpha}{l \cdot c}$$ 其中 \(\alpha\) 為測得的旋光度,\(l\) 為以分米(dm)為單位的光程長度,\(c\) 為以克/毫升(g/mL)為單位的濃度。請特別留意單位:若樣品管長度為 100 mm,即等於 1 dm;若濃度以 g/100 mL 表示(這是常見的慣用單位),請先換算成 g/mL。此外,比旋光度也會受溫度與波長影響,通常以 \([\alpha]^{20}_{D}\) 表示,代表在 20 °C 下、使用鈉光譜 D 線(589 nm)所測得的數值。
實例演算
假設旋光計讀數為觀測旋光度 \(\alpha = 1.5°\),使用 1.0 dm 的樣品管,溶液濃度為 0.1 g/mL。則 $$[\alpha] = \frac{1.5}{1.0 \times 0.1} = \frac{1.5}{0.1} = 15$$ 因此比旋光度為 +15 °·mL·g⁻¹·dm⁻¹。
常見問題
濃度要用什麼單位?本工具使用 g/mL。若你的數據是 g/100 mL,請先除以 100 再輸入。
為什麼光程要用分米(dm)而非公分(cm)?這是歷史沿用的慣例,比旋光度的定義以「每分米」為基準,因此標準的 100 mm 樣品管恰好等於 1 dm。
負值代表什麼意思?\([\alpha]\) 為負值表示該化合物為左旋,會使偏振光逆時針旋轉。