Ćwiczenie nr 23

BADANIE SKRĘCALNOŚCI OPTYCZNEJ ROZTWORÓW

I WYZNACZANIE ICH STĘŻEŃ ZA POMOCĄ POLARYMETRU

Zestaw przyrządów:
1. Sacharymetr Lippicha.
2. Roztwór wzorcowy 20 % .
3. Zestaw 2 roztworów o nieznanych stężeniach.

Przebieg pomiarów:
1. Do sacharymetru wkładamy rurkę szklaną napełnioną do pełna wodą destylowaną.
UWAGA: rurka powinna być umieszczona w sacharymetrze nakrętką moletowaną (karbowaną) w dół.
2. Skierowujemy sacharymetr na lampę oświetleniową. Otrzymujemy obraz w świetle monochromatycznym. Ob-
racając analizatorem sprowadzamy obie połówki pola widzenia do jednakowego oświetlenia - odpowiada to rów-
noległemu położeniu płaszczyzn polaryzacji polaryzatora i analizatora. Temu położeniu odpowiada kąt α

0

na ska-

li. W przypadku wody destylowanej powinno być to 0

0

. Za podstawę pomiaru przyjmujemy jednakowe oświetle-

nie, przy minimalnej intensywności - otrzymujemy wtedy minimalną niepewność pomiarową (w polu widzenia
obserwuje się wówczas szare pole). Wartość kąta α

0

odczytujemy na podziałce stopniowej z dokładnością do

0,1stopnia.
UWAGA: wszystkie pomiary kąta skręcenia należy dokonywać trzykrotnie, przez każdorazowe rozregulo-
wanie układu i następnie powrót do jednakowo oświetlonych obu połówek pola widzenia. Do obliczeń sto-
sować będziemy średnią arytmetyczną z trzech pomiarów.
3. Gotowym roztworem 20% napełniamy rurkę sacharymetru.
4. Rurkę z roztworem umieszczamy w polarymetrze i obracając analizator sprowadzamy położenie analizatora do
jednakowego oświetlenia obu połówek pola widzenia (jak w punkcie 2).
5. Odczytujemy kąt α

z

o jaki skręciła się płaszczyzna polaryzacji po przejściu przez roztwór o znanym stężeniu

c

zo

.

6. Z roztworu wzorcowego (20%) sporządzamy 4 roztwory o stężeniach: c

z1

= 15%, c

z2

= 10%, c

z3

= 7,5%, c

z4

=

5%.
7. Analogicznie jak w punkcie 5 dla każdego z tych roztworów znajdujemy kąty skręcenia i wpisujemy ich war-
tości do tabeli w formularzu.
8. Na podstawie wyników pomiarów z punktów 5 i 7 sporządzamy wykres zależności kąta skręcenia płaszczyzny
polaryzacji (α

z

- α

0

) od stężenia roztworu cukru.

9. Otrzymujemy (od prowadzącego ćwiczenia) 2 roztwory o nieznanych stężeniach. Znajdujemy dla każdego z
nich kąty skręcenia płaszczyzny polaryzacji: α

x1

oraz α

x2

.

10. Z krzywej standardowej wyznaczamy stężenia nieznanych roztworów: c

x1

oraz c

x2

.

Wymagane wiadomości teoretyczne:
1. Zjawisko polaryzacji światła i pojęcie płaszczyzny polaryzacji.
2. Zjawiska, w których światło ulega polaryzacji liniowej:
a) odbicie od powierzchni dielektryka (kąt Brewstera),
b) podwójne załamanie w pewnych substancjach o budowie krystalicznej.
3. Pryzmat Nikola, promień zwyczajny i promień nadzwyczajny.
4. Skręcenie płaszczyzny polaryzacji. Zasada działania sacharymetru Lippicha.
5. Wyznaczanie stężenia roztworu cukru.
6. Zastosowanie polarymetrii.
7. Substancje optycznie czynne, skręcalność właściwa, dyspersja skręcalności optycznej.

PROPONOWANA LITERATURA:
1. I. Adamczewski; Fizyka medyczna i elementy biofizyki.
2. T. Dryński; Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki.
3. E. Szyszko; Instrumentalne metody analityczne.
4. B. Kędzia; Materiały do ćwiczeń z biofizyki i fizyki.
5.L. Sobczyk, A. Kisza; Chemia fizyczna dla przyrodników.

Akademia Medyczna Wrocław

Katedra Biofizyki

Zakład Biofizyki

Ćwiczenie 23

Badanie skręcalności optycznej roztworów i wyznaczanie ich stężeń

za pomocą polarymetru

.......................................................

Imię i nazwisko studenta

Podpis prowadzącego ćwiczenia

Wydział:

Data

Grupa studencka:
Grupa ćwiczeniowa:

Stopień zaliczenia

1. Zmierzyć kąt skręcenia płaszczyzny polaryzacji przez wodę destylowaną (α

0

- średnia z trzech pomiarów).

2. Z roztworu wyjściowego cukru sporządzić cztery rozcieńczenia, obliczyć ich stężenia i wpisać do tabeli.
3. Zmierzyć kąty skręcenia płaszczyzny polaryzacji przez roztwór wyjściowy oraz jego rozcieńczenia, wyniki

wpisać do tabeli.

Badana

ciecz

Kąt skręcenia

α

z

Średni kąt skręcenia

α

śr

St enie cukru

ęż

[%]

roztwór wyjściowy

20

rozcieńczenie 1

rozcieńczenie 2

rozcieńczenie 3

rozcieńczenie 4

roztwór badany 1

roztwór badany 2

4. Na papierze milimetrowym zrobić wykres zależności kąta skręcenia płaszczyzny polaryzacji (α

z

- α

0

) od stę-

żenia roztworu cukru.

5. Zbadać kąty skręcenia płaszczyzny polaryzacji przez dwa roztwory o nieznanych stężeniach i na podstawie

wykresu określić ich stężenia.

α

0

=