Uniwersytet Humanistyczno-Przyrodniczy im. Jana Długosza w Częstochowie
1
Pomiar skręcenia
płaszczyzny polaryzacji światła w roztworze
cukru przy pomocy polarymetru
O8
Przyrządy:
Polarymetr Lippicha, naczynia z roztworem cukru o różnych stężeniach, woda destylowana.
Niektóre substancje posiadają zdolność skręcenia płaszczyzny polaryzacji drgań światła spolaryzowanego liniowo / jest to tzw. aktywność optyczna /. Zdolność ta charakteryzuje się tzw. skręcalnością właściwą
[ α]Tλ , która jest funkcją długości fali światła przechodzącego przez substancję, a w przypadku roztworów także od rodzaju rozpuszczalnika. Nadmienić należy, że skręcalność właściwa jest słabo zależna od temperatury.
Dla roztworów optycznie czynnych skręcalność właściwą definiuje się w sposób następujący:
[ α ]Tλ= dc
α (1)
gdzie α oznacza obserwowany kąt skręcenia płaszczyzny polaryzacji (wyrażony w stopniach), d - grubość warstwy roztworu, przez który przechodzi światło spolaryzowane (mierzoną w dm), c –stężenie ( mierzone w gramach badanej substancji w 1cm3 roztworu ).
Indeksy λ i T oznaczają wybraną do pomiaru długość fali świetlnej i temperaturę pomiaru.
Kolejność wykonywanych czynności:
1. Znaleźć położenie zerowe analizatora bez ciała skręcającego płaszczyznę polaryzacji.
W tym celu :
a) Umieścić rurkę z wodą destylowaną (rurka przezroczysta – bez cukru) w rurze polarymetru.
b) Obserwując obraz w dolnym okularze i regulując pokrętłem polarymetru doprowadzić do najostrzejszego obrazu linii podziału pól (dwa półksiężyce – jasny i ciemny).
Znajdujemy dwa takie położenia – w jednym z nich ciemną stroną jest strona lewa, a w drugim odwrotnie (półksiężyce zamieniają się miejscami – UWAGA - wymaga to niewielkiego obrotu pokrętłem). Interesuje nas tylko zakres pomiędzy jednym, a drugim widocznym półksiężycem.
c) Obracając pokrętło analizatora znaleźć położenie , przy którym obie części pola są jednakowo szare – obydwa półksiężyce zlewają się ze sobą w jednolitą szarość, w górnym okularze odczytać wartość położenia analizatora ( położenie zerowe ) a0
Uniwersytet Humanistyczno-Przyrodniczy im. Jana Długosza w Częstochowie
2 d) Pomiar powtórzyć trzykrotnie
e) Obliczyć średnią wartość zerowego położenia analizatora a0 2. Zmierzyć kąt skręcenia płaszczyzny polaryzacji przez roztwór cukru.
W tym celu :
a) Zmierzyć długość rurki.
b) Umieścić rurkę polarymetrze.
c) Obserwując obraz w dolnym okularze i regulując pokrętłem polarymetru doprowadzić do najostrzejszego obrazu linii podziału pól (dwa półksiężyce – jasny i ciemny).
Znajdujemy dwa takie położenia – w jednym z nich ciemną stroną jest strona lewa, a w drugim odwrotnie (półksiężyce zamieniają się miejscami – UWAGA - wymaga to niewielkiego obrotu pokrętłem).
d) Obracając pokrętło analizatora znaleźć położenie , przy którym obie części pola są jednakowo szare – obydwa półksiężyce zlewają się ze sobą, w górnym okularze odczytać wartość położenia analizatora.
e) pomiar powtórzyć trzykrotnie i obliczyć średnią wartość a f) obliczyć kąt skręcenia płaszczyzny polaryzacji α = a−a0
3. Pomiary z pkt-u 2 powtórzyć dla wszystkich otrzymanych roztworów /łącznie z roztworem o nieznanym stężeniu X.
4. Korzystając z metody regresji liniowej sporządzić wykres T d α λ
α =[ ] c oraz obliczyć
wartość [α]Tλ skręcalności właściwej cukru.
5. Korzystając z wykresu znaleźć stężenie cx nieznanego roztworu.
6. Wyniki zapisać w tabeli.
Tabela Stężenie Roztwor u
c
Położeni e
analizato ra
(pomiar 1) a1
Położeni e
analizato ra
(pomiar 2) a2
Położeni e
analizato ra
(pomiar 3) a3
Średnia wartość
a
Kąt skręceni a
a0
a− α =
Długość rurki
d d
α
Wymagania:
- liniowa polaryzacja światła, prawo Malusa, stopień polaryzacji [ 3, 8 13 ] - dwójłomność kryształów [ 3, 8, 13 ]
- budowa i zasada działania pryzmatu Nicola [ 3, 8, 13 ] - sposoby polaryzacji światła [ 3, 8, 13 ]
