Вращение плоскости поляризации. Оптически активные вещества, угол вращения, удельное вращение

 

При прохождении линейно поляризованного света некоторые вещества (кварц, скипидар, раствор сахара в воде), называемые оптически активными, плоскость поляризации света поворачивается вокруг направления луча.

В оптически активных кристаллах угол поворота плоскости поляризации
j пропорционален толщине слоя вещества l.

Коэффициент a называется удельным вращением и зависит от природы вещества, температуры, длины волн света в вакууме. Различают правовращающие
(j >0) и левовращающие (j <0) вещества.

Угол поворота плоскости поляризации света при прохождении пути l в оптически активном растворе зависит от объемно-массовой концентрации оптически активного вещества

где К= m_воды / m_р-ра – долевая концентрация по массе, D – плотность раствора.

[a] – удельное вращение раствора, которое в отличии от a зависит и от растворителя.

Протокол

Лабораторная работа

Определение концентрации раствора сахара при помощи сахариметра. Изучение устройства сахариметра.

 

Цель работы:

 

1. Изучить теоретический материал по теме занятия;

2. Ознакомиться с устройством сахариметра;

3. Проверить шкалу сахариметра;

4. Определить концентрацию растворов сахарозы.

 

Оборудование:

 

1. Сахариметр;

2. Эталонные кварцевые пластинки;

3. Кюветы с растворами сахарозы.

 

 

Схема сахариметра:

 

 

 

Л Ф О П К Т А Об Ок.

 

Л - источник света – лампа накаливания;

Ф – фильтр для выделения монохроматического света;

О – объектив;

П – поляризатор;

К – кварцевая пластинка;

Т – кювета с раствором сахарозы;

А – анализатор;

Об – объектив;

Ок. – окуляр.

 

 

Рабочая формула:

, где n - показание, отсчитываемое по шкале сахариметра, k - коэффициент пропорциональности, зависящий от выбора единиц,
химической природы растворенного вещества и длины кюветы. Для сахарозы (свекловичного сахара) k=0.26.

 

 

Ход работы

1. Перед началом работы удалить из камеры прибора поляриметрическую трубку, предназначенную для растворов сахара и включить осветитель. Установить по глазу наблюдателя окуляр зрительной трубы и отсчетную лупу (линия, разделяющая поле зрения на две половины должна быть четко видна).

 

2. Установить прибор на нуль: нулевые деления шкалы и нониуса должны совпадать, обе половины поля зрения зрительной трубы должны иметь одинаковую яркость.

 

3. Проверить шкалу сахариметра. Для этого, поместив в камеру сахариметра контрольную трубку с правовращающей кварцевой пластиной и восстановив одинаковую яркость обеих половин поля зрения, производят отсчет по шкале прибора с точностью до 0.1. Измерения повторяют еще два раза, затем находят среднее арифметическое показаний. Полученное значение должно совпасть с эталонным, указанным на штуцере пластинки. Производят аналогичные измерения для левовращающей пластинки.

 

Поле зрения сахариметра

 

4. Определить концентрацию раствора сахарозы. Для этого поместить кювету с раствором сахарозы в камеру прибора, восстановив одинаковую яркость обеих половин поля зрения, производят отсчет по шкале сахариметра. Опыт повторить три раза. Концентрацию раствора рассчитать по рабочей формуле.

С=kn