Dorota Dziuba,
Piotr Duży,
Robert Fajger,
gr. L-2,
Analiza Instrumentalna.
Ćwiczenie nr 8.
POLARYMERTYCZNE OZNACZANIE STĘŻENIA SACHAROZY W ROZTWORZE WODNYM.
Polarymetria jest metoda analityczną polegającą na pomiarze kata skręcania płaszczyzny światła spolaryzowanego przez substancję optycznie aktywną. Z wartości kąta skręcania płaszczyzny światła spolaryzowanego można wyznaczyć stężenie substancji. Kąt skręcania płaszczyzny światła spolaryzowanego przez optycznie aktywne substancje mierzy się polarymetrami.
Niektóre optycznie aktywne substancje maja zdolność skręcania płaszczyzny światła spolaryzowanego. W większości są to substancje organiczne zawierające w cząsteczce asymetryczny węgiel. Poza tym optycznie aktywne są również związki kompleksowe. Substancje skręcające płaszczyznę światła spolaryzowanego zgodnie z kierunkiem ruchu wskazówek zegara nazywane są prawoskrętnymi, a substancje skręcające przeciwnie lewoskrętnymi.
Światło można scharakteryzować jako promieniowanie elektromagnetyczne, w którym wektory pola elektrycznego i magnetycznego są do siebie prostopadłe i drgają z jednakową fazą. Zjawiska, w których przejawiają się fale świetlne są w większości przypadków przejawem natężenia wektora pola elektrycznego. Światło drgające tylko w jednej płaszczyźnie jest światłem spolaryzowanym. Wektor magnetyczny drga w płaszczyźnie polaryzacji, podczas gdy wektor elektryczny drga w płaszczyźnie prostopadłej do płaszczyzny polaryzacji.
Kąt skręcania płaszczyzny spolaryzowanego światła zależy od rodzaju badanej substancji, grubości warstwy przez którą przechodzi światło, długości fali światła, stężenia roztworu, temperatury i masy właściwej roztworu.
Celem ćwiczenia jest oznaczenie stężenia sacharozy w roztworze wodnym na podstawie pomiarów kąta skręcalności płaszczyzny polaryzacji światła, metodą krzywej wzorcowej oraz z wykorzystaniem wzoru na skręcalność właściwą.
Odczynniki i aparatura:
sacharoza,
polarymetr Carl Zaiss- Jena,
rurki polarymetryczne 19cm,
kolba miarowa o poj. 250 cm3,
kolbki miarowe o poj. 50 cm3.
Wykonanie ćwiczenia:
po włączeniu i nagrzaniu lampy sodowej umieszczono w polarymetrze rurkę napełnioną wodą destylowaną,
przez obrót pokrętła analizatora kolejno powodowano zaciemnienie środkowej części pola widzenia, po czym powrócono do położenia, w którym wszystkie części są równomiernie oświetlone,
odczytano wartość poprawki na noniuszu przyrządu.
W kolbie o poj. 200 cm3 rozpuszczono 20 g sacharozy,
Roztwór wlano do rurki polarymetrycznej i po 1 minucie wykonano pomiary,
Wychodząc z roztworu 10% sporządzono przez rozcieńczenie roztwory 2, 4, 6, 8% wagowych i pomierzono ich kąt skręcania
Opracowanie wyników pomiarów:
Nr roztworu |
Rozcieńczenie (roztwór : woda) |
Stężenie [%wag] |
α |
1 |
08:02 |
7,76 |
9°60' |
2 |
06:04 |
5,87 |
7°20' |
3 |
04:06 |
3,94 |
5°05' |
4 |
02:08 |
1,98 |
1°90' |
5 |
X |
? |
8°35' |
Rozcieńczenie (roztwór : woda) |
V 10% r-ru sach. |
m r-ru sach.10% = 1,038 g/cm3*V 10% r-ru sach. |
m sach.= (20g* *V r-ru 10%)/200 cm3 |
V H2O = m H2O |
Cp = (m sach.* *100%)/(m H2O + m sach.) |
08:02 |
80 |
83,04 |
8 |
20 |
7,76 |
06:04 |
60 |
62,28 |
6 |
40 |
5,87 |
04:06 |
40 |
41,52 |
4 |
60 |
3,94 |
02:08 |
20 |
20,76 |
2 |
80 |
1,98 |
Dyskusja wyników:
Odczytana wartość nieznanego stężenia roztworu sacharozy za pomocą pomiaru kąta skręcalności płaszczyzny światła spolaryzowanego wynosi 6,73% wagowych.
Ani jeden z punktów nie odbiega znacznie położeniem od punktów znajdujących się na krzywej wzorcowej, co oznacza że pomiary kąta skręcalności przez roztwór sacharozy zostały wykonane precyzyjnie i nie są obarczone dużym błędem pomiaru.
Metoda polarymetrii jest metodą dokładną i czułą, pozwalającą z dużą dokładnością określać nieznane stężenia roztworów.