Определение удельного вращения для исследуемого раствора

Протокол №6

Лабораторная работа

Определение концентрации оптически активных веществ поляриметром.

Цель работы: изучить принцип работы поляриметров, определить удельное вращение растворов сахара, определить концентрацию сахара в растворе.

Теоретическое обоснование:

Оптическая активность – это явление поворота плоскости поляризации линейно поляризованного света при его прохождении через вещество. Среды, способные поворачивать плоскость поляризации света, называются оптически активными.

Угол поворота α плоскости поляризации прошедшего света всегда прямо пропорционален длине пути ℓ света в веществе (см Рис.8) и определятся формулами: для твердых сред: ,

где величина [α₀] измеряется в град/мм и называется постоянной вращения.

для растворов: ,

где с – концентрация растворенного оптически активного вещества, величина α₀ называется удельным вращением, является характеристикой этого оптически активного вещества и имеет размерность град/мм∙ед.концентрации.

Последнее соотношение является основой для определения концентрации оптически активных веществ путем измерения угла поворота плоскости поляризации света, прошедшего через раствор.

Поляризованный свет широко используется для измерения концентраций оптически активных веществ (поляриметрия), для исследования биологических тканей в поляризованном свете (поляризационная микроскопия), в гигиенических исследованиях, при оптических исследованиях механических напряжений, возникающих в костных тканях.

Поляриметрия – это совокупность физических методов исследования, основанных на определении угла поворота плоскости поляризации света, прошедшего через оптически активную среду.

Схема устройства поляриметра

Измерение угла поворота плоскости поляризации света проводится с помощью специального прибора – поляриметра, действие которого основано на использовании закона Малюса. Поляриметр состоит из двух поляризаторов П и А, между которыми помещается кювета К с раствором оптически активного вещества.

На поляризатор П падает монохроматичесий неполяризованный свет, который после прохождения через поляризатор будет линейно поляризован. В отсутствие кюветы плоскости пропускания первого П и второго поляризатора А (его называют анализатором) устанавливают перпендикулярно друг другу, так что свет через них не проходит : I_прош = I₀.cos90⁰ = 0.

При внесении между поляризаторами кюветы К с раствором оптически активного вещества плоскость поляризации света, падающего на анализатор, повернется на угол α = α₀c ℓ . Чтобы измерить этот угол, анализатор поворачивают вокруг луча до тех пор, пока интенсивность прошедшего света опять не станет минимальной, и регистрируют угол поворота анализатора (это и будет угол α) по специальной шкале, связанной с анализатором.

Измерив угол α и зная длину кюветы ℓ и удельное вращение α₀, можно найти концентрацию с растворенного оптически активного вещества.

Результаты измерений и вычислений:

Определение удельного вращения для исследуемого раствора