Сторінка
1

Визначення оптичного обертання

Оптичне обертання – це здатність речовини відхиляти площину поляризації при проходженні через нього прямолінійного поляризованого світла. Речовини, здатні відхиляти площину поляризації світла, називаються оптично активними (цукор, білок).

В залежності від природи речовини обертання площини поляризації може мати різний напрямок і величину. Якщо, проходячий через оптично активну речовину, обертання площини поляризації буде вправо (по руху годинникової стрілки), то речовину називають правообретаючою і перед назвою ставлять індекс d або знак +, якщо обертання площини поляризації буде вліво (проти годинникової стрілки), то речовину називають лівообертаючою і перед назвою ставлять індекс l або знак -.

Величину відхилення площини поляризації від початкового положення виражають у кутових градусах і називають кутом обертання, позначають буквою L. Величина кута обертання залежить від природи оптично активної речовини, товщини шара речовини, температури і довжини хвилі світла.

Величина кута обертання прямо пропорціональна товщині шара. Вплив температури пов’язано головним чином із зміною густини розчинів і в більшості випадків вона незначна. Найчастіше визначення оптичного обертання проводять при температурі 20о і при довжині хвилі лінії D спектра натрію (589,3 нм).

Для порівняльної оцінки здатності різних речовин обертати площину поляризації вичисляють питоме обертання, яке вимірюється відхиленням у кутових градусах), поляризованого світла, яке визначається шаром речовини l в 1 дм. при концентрації С, рівної 1 г речовини в 1 мл об’єму при 20о. Якщо визначення питомого обертання проводять при довжині хвилі лінії D спектра натрі. і при 20о, то позначають його знаком [L] .

Для рідких речовин питоме обертання визначать по формулі:

[L] = .

де L – виміряний кут обертання в градусах;

l – товщина шару рідини в дециметрах;

р – густина рідини.

Для розчинів питоме обертання визначають за формулою:

[L] =.

де L – виміряний кут обертання в градусах;

l – товщина шару рідини в дециметрах;

с – концентрація розчину, яка виражена в грамах речовин на 100 мл розчину.

У таких випадках, коли питоме обертання визначають в розчинах, необхідно мати на увазі, що величина питомого обертання залежить також від природи розчинника і концентрації розчину. При заміні розчинника може змінитися не тільки величина кута обертання, але і його напрямок. В багатьох випадках питоме обертання постійно лише в певному інтервалі концентрацій. Тому, поряд із величиною питомого обертання, необхідно вказувати розчинник і концентрацію. В інтервалі концентрацій, при яких питоме обертання постійне, можна по куту обертання розрахувати концентрацію речовини в розчині за формулою:

С = .

Вимірювання кута обертання проводять поляриметром. Спочатку встановлюють нульове положення призм. Для цього в прилад ставлять порожню трубку (якщо досліджують чисту рідку речовину) або трубку, наповнену розчинником. Перед приладом встановлюють електричну лампочку (якщо прилад вмонтований жовтий світлофільтр) чи пальник, в полум’я якщо вносять хлорид натрію. Потім приводять призми аналізатора в положення, при якому обидва поля зору мають однакове освітлення. Повторюють цю операцію три рази і беруть середній результат, який і приймають за нульове положення призм.

після цього трубку заповнюють досліджуваною рідиною (не повинно бути пузирьків повітря). Трубку ставлять в прилад і знімають показники поляриметра як було вказано вище.

Принцип роботи поляриметра:

Від джерела світла промені розповсюджуються в різних площинах. Хвилі їх розходяться у вигляді конуса, вершиною якого є джерело світла (1). Якщо на шляху такого світлового променя поставити екран (2) то його зображення (розріз) буде мати форму круга (3). Якщо поставити на шляху світлових хвиль трьохгранну призму (4), яка називається поляризатором, то світлові хвилі, які пройшли через неї розмістяться в одній площині, яка називається площиною поляризації. Якщо поставити екран на шляху поляризованого променя, то його зображення буде мати вигляд прямої вертикальної лінії (5).

Поставимо на шляху поляризованого променя скляну посудину з рідиною (6), яка містить оптично активну речовину. Поляризований промінь, який прошов через оптично активну речовину, відхилиться, наприклад, вправо. На екрані він зобразиться у вигляді прямої, нахиленої вправо (7). Кут між вертикальною прямою і нахиленою прямою вправо тим більше чи більша концентрація речовини, що міститься в розчині.

Таким чином, поляриметричне визначення кількості оптично активних речовин в розчині ґрунтується на вимірюванні: величини кута відхилення площини поляризації.

Правила роботи з поляриметром.

Перед роботою перевіряють установку приладу, для чого в кювету наливають дистильовану воду (вона не відхиляє площину поляризації) і при лад ставлять в нульове положення.