Определение угла вращения плоскости поляризации оптически активным раствором
Определение нулевого отсчета производят с кюветой, наполненной дистиллированной водой. Вращением втулки наблюдательной трубки установить окуляр по глазу на резкое изображение линии раздела полей сравнения. После этого, вращая ручку 31 (рис. 4), повернуть анализатор и добиться равенства яркостей полей сравнения в чувствительном положений (рис. 8). При этом в поле зрения не должно наблюдаться окрашивания частей поля зрения и не должно быть заметно резкого выделения стороны хроматической фазовой пластинки. Если в поле зрения наблюдается окрашивание, то необходимо немного отжать покровные стекла кюветы Резкое выделение стороны хроматической фазовой пластинки может происходить от неправильной установки лампы.
Положение лимба и поле зрения при установке анализатора на равную яркость полей сравнения в чувствительном положении при введенной кювете, наполненной дистиллированной водой (нулевое положение)
Рис.8 
Установку на равномерную яркость молен сравнения повторить пять раз со снятием отсчетов по шкале лимба и отсчетного устройства и вычислением среднего арифметического значения. Полученное значение является нулевым
отсчетом (α0).
Оптически активные растворы, которые подлежат исследованию, должны быть прозрачными, не иметь взвешенных частиц. Для определения угла вращения плоскости поляризации кювету 46 (рис. 6) с исследуемым раствором поместить в кюветное отделение поляриметра и закрыть крышкой 45. Затем установить втулкой окуляр наблюдательной трубки по глазу на резкое изображение линии раздела полей сравнения(рис. 9).
Плавным и медленным поворотом анализатора установить равенство яркостей полей сравнения (рис. 10) и снять отсчет следующим образом:
определить, на сколько градусов повернута шкала лимба по отношению к шкале первого отсчетного устройства, затем по штрихам первого и второго отсчетных устройств, совпадающим со штрихами шкалы лимба, отсчитать доли градуса.
Величина отсчета по нониусу 0,02°.
Оцифровка отсчетного устройства: «10» соответствует 0,10°; «20» соответствует 0,20° и т. д.
К числу градусов, взятых по шкале лимба первого отсчетного устройства, прибавить средний арифметический отсчет по шкале первого и второго отсчетного устройства. Таких наводок сделать пять и взять среднее арифметическое из них. Из полученного среднего арифметического отсчета вычесть нулевой отсчет.
Пример 1.При определении нулевого положения с кюветой, наполненной дистиллированной водой, был получен результат 0,06° (рис. 8), а после ввода кюветы, наполненной исследуемым раствором, получен отсчет 3,56° (рис. 10). Разность в отсчетах между конечной и начальной установками равна углу вращения плоскости поляризации исследуемого раствора:
3,56°- 0,06° = 3,50°
Пример 2.После ввода кюветы, наполненной исследуемым раствором с левым вращением, был получен результат 357,14°. В этом случае нулевой отсчет следует принять равным 360,06°. Разность между конечным и нулевым отсчетом равна углу вращения плоскости поляризации исследуемого раствора:
357,14°- 360,06° = - 2,92°
Положение лимба и поле зрения после ввода кюветы, наполненной раствором, и вторичной установки окуляра на резкость изображения линии раздела полей сравнения
Рис.9 
Положение лимба и поле зрения при установке анализатора на равную яркость полей сравнения в чувствительном положении с кюветой, наполненной раствором.
Рис.10 
Примечание. Если температура окружающей среды отличается от (20 ± 3)°С, то для обеспечения измерения с погрешностью ±0,04° необходимо учитывать зависимость угла вращения плоскости поляризации от температуры.
Эта зависимость различна для различных веществ и может быть определена опытным путем.
Методика измерений
1) Наполняют кювету дистиллированной водой. Для этого отвинчивают крышку с одного конца трубки, наполняют трубку в вертикальном положении водой до появления выпуклого мениска. При помощи покровного стекла эту выпуклость сдвигают в сторону, после чего завинчивают крышку.
2) Трубку с дистиллированной водой вставляют в наблюдательную трубку поляриметра и закрывают шторкой. Перемещением втулки 29 (рис.4) добиваются резкого изображения линии раздела поля зрения. Вращением анализатора (лимб 31) добиваются равномерного затемнения светового поля, видимого в окуляр, и определяют начальное положение анализатора по лимбу (α0). Эту установку и отсчет повторить не менее 5 раз и показанием прибора считать среднее значение (а0).
3) Наливают в трубку до половины сахарный 2% раствор, прополоскав ее , выливают раствор. После этого наполняют трубку этим же раствором и вставляют ее в наблюдательную трубку. Вновь вращением втулки 29 добиваются резкого изображения светового поля, а затем- затемнения его, видимого в окуляр. После установки затемнения производят отсчет.
4) Определяют на сколько полных градусов повернут нуль нониуса по отношению к лимбу, затем отсчитывают число делений от нуля нониуса до штриха нониуса, совпадающего с градусным штрихом лимба, и умножают полученное число делений на 0,02°. Полученный результат прибавляют к первому.
5) Вычитая α1-α0, получают угол α, на который плоскость поляризации повернута раствором. Зная этот угол, можно вычислить удельное вращение сахара по формуле
[α]= 100•α/С•L
где С-концентрация, т. е. количество граммов вещества, находящегося в 100 см3 раствора, α-угол вращения, L-длина кюветы. Полученные значения измерений записывают в таблицу.
Определение удельного вращения сахара.
Длина кюветы равна…..
| Концентрация раствора, С,% | с водой, α0 | С раствором известной концентрации, αi | Угол вращения, α= αi- α0 | Удельное вращение, [α]= 100•α/С•L |
6) Вылив 2% раствор из трубки в соответствующую колбу и прополоскав трубку 4% раствором, снова им наполняют трубку. Определяют угол α2 и вычисляют угол вращения раствором этой концентрации. Данные заносят в таблицу, вычисляя удельное вращение [α].
Далее, такие же измерения проводят для 6,8 и 10% растворов сахара, каждый раз определяя удельное вращение. По полученным данным строят график зависимости α=f(C). Анализируя полученные результаты, делают заключение о независимости удельного вращения плоскости поляризации оптически-активным веществом от концентрации.
7) Определив, таким образом, среднее значение удельного вращения сахара, используют его для определения неизвестной концентрации сахара. Для этого составляют растворы с произвольной концентрацией и проводят измерения, рассмотренные в пп. 1-6. Концентрацию неизвестного раствора определяют по приведенной формуле:
C= α/[α]•L.
Контрольные вопросы
1. На каком явлении основан метод определения концентрации сахара в работе?
2. Что такое удельное вращение вещества и от чего оно зависит?
3. Как устроен поляриметр?
4. Как можно «просветлить» скрещенный канал «поляризатор-анализатор»?
5. Как изменились бы отсчетные данные, если бы кювета была вдвое длиннее?
6. Правое или левое вращение плоскости поляризации дает сахарный раствор?
7. Как влияет толщина слоя вещества, через которое проходят поляризованные лучи, на точность определения концентрации раствора?