Temat : Wyznaczanie stężenia roztworu cukru za pomocą sacharymetru
1. Wiadomości ogólne.
1.1 Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia jest zapoznanie ze zjawiskiem skręcenia płaszczyzny polaryzacji , budową i działaniem sacharymetru oraz wyznaczanie stężenia cukru w roztworach.
1.2 Opis teoretyczny.
W doświadzczeniu wykorzystuje się falową naturę światła , która mówi , że światło jest falą elektromagnetyczną w której wektory pola elektrycznego i pola magnetycznego drgają w płaszczyznach prostopadłych do kierunku rozchodzenia się fali. W związku z tym można otrzymać światło spolaryzowane. Można to zrobić kilkoma sposobami : przez odbicie , załamanie , przez wykorzystanie zjawiska selektywnego pochłaniania i zjawiska dwójłomności. Ostatni sposób ( zjawisko dwójłomności światła ) wykorzystany jest w doświadczeniu.
Promień świetlny przechodząc przez kryształ jednoosiowy ( w naszym przypadku szpat islandzki zwany nikolem ) rozdziela się na dwa promienie całkowicie spolaryzowane. Jeżeli wiązkę światła przepuścimy przez dwa skrzyżowane nikole ( polaryzator i analizator ) , to ulegnie ona całkowitemu wygaszeniu. Jeżeli między nikole wstawimy np.: roztwór cukru w wodzie , to pole widzenia ulegnie rozjaśnieniu. Ponowne zaciemnienie można uzyskać przez obrót analizatora o pewien kąt. Substancje skręcające płaszczyznę polaryzacji nazywamy substancjami aktywnymi optycznie.
Kąt skręcenia płaszczyzny polaryzacji zależy od rodzaju ciała , stęzenia roztworu , od grubości warstwy skręcającej i wyraża się wzorem :
, gdzie :
a - kąt skręcenia płaszczyzny ,
- właściwa zdolność skręcania ,
d - grubość warstwy skręcającej ,
c - stężenie roztworu.
Do pomiaru kąta skręcania płaszczyzny polaryzacji używa się polarymetrów. Polarymetry używane do wyznaczania stężenia cukru w roztworze nazywane są sacharymetrami.
1.3 Układ pomiarowy.
P - polaryzator R - naczynie z badanym roztworem A - analizator
2. Wyniki pomiarów.
2.1 Woda destylowana.
LP.
aw [ ° ]
1.
78,50
2.
78,60
3.
78,56
4.
78,69
5.
78,57
6.
78,66
7.
78,78
8.
78,25
9.
78,84
10.
78,56
<śr>
78,601
2.2 Roztwór o stężeniu 15 %.
LP.
b15 [ ° ]
a15 = b15 - aw [ ° ]
Da15
a0d
Da0d
1.
97,50
18,899
0,15
126
0,996
2.
97,60
18,999
0,05
126,66
0,336
3.
97,44
18,839
0,21
125,6
1,396
4.
97,90
19,299
0,25
128,66
1,664
5.
97,80
19,199
0,15
128
1,004
6.
97,78
19,179
0,13
127,86
0,864
7.
97,44
18,839
0,21
125,6
1,396
8.
97,60
18,999
...