99-05-04	LABOLATORIUM Z FIZYKI nr 412
GRUPA 7	Daniel Sosnowski i Tomasz Zadróżny
TEMAT :	Wyznaczanie stężenia roztworu cukru za pomocą polarymetru półcieniowego .

1.WPROWADZENIE .

Niektóre ciała stałe i ciecze zwane optycznie czynnymi wykazują właściwości skręcania płaszczyzny polaryzacji . Należą do nich wodne roztwory niektórych związków chemicznych , my w tym ćwiczeniu zajmowaliśmy się wodnym roztworem cukru . Jeżeli skręcanie płaszczyzny polaryzacji zachodzi w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara , to ciało jest prawoskrętne , a jeżeli w przeciwnym to ciało nazywa się lewoskrętnym . My do pomiarów używamy polarymetru półcieniowego , a w nim po obrocie nikola o kąt równy kątowi skręcenia płaszczyzny polaryzacji , światło zostaje wygaszone , gdyż płaszczyzna drgań wektora świetlnego jest znowu prostopadła do płaszczyzny przecięcia głównego analizatora .

2.METODA POMIAROWA .

Kąt skręcenia płaszczyzny polaryzacji światła liniowo spolaryzowanego przez wodny roztwór cukru jest proporcjonalny do stężenia roztworu :

α = αo d c

gdzie :

αo - zdolność skręcająca właściwa roztworu .

d - długość rurki pomiarowej .

c - stężenie roztworu cukru .

Przy użyciu polarymetru półcieniowego mierzymy kąty α i αx skręcenia płaszczyzny polaryzacji światła przez roztwory cukru o stężeniach c i cx (znanym i nieznanym ) stężenie nieznanego roztworu liczymy z zależności :

cx = αx/α *c

Wartości kątów skręcenia polaryzacji odczytujemy z przyrządu a następnie wyznaczając ich wartości średnie obliczamy wartość kąta skręcenia :

Policzymy także zdolność skręcającą właściwą dla wodnego roztworu cukru z zależności :

gdzie :

c - gęstość roztworu cukru .

d - długość naczynia z badaną cieczą .

3.WYNIKI POMIARÓW .

WYNIKI DLA BADANEGO ROZTWORU CUKRU O STĘŻENIU

C = 0,523 g/L

Nr.	α1	α1s	α2	α2s	α	Δα	D [cm]	αo	Δαo
1.	0		48,45
2.	0,01		48,5
3.	0	0,008	48,45	48,45	48,442	0,127	20,5	4,515	0,012
4.	0,01		48,5
5.	0,02		48,35

WYNIKI DLA ROZTWORU O NIEZNANYM STĘŻENIU :

Nr.	α1	α1s	α2	α2s	αx	Δαx	c [kg/L]	cx	Δcx
1.	0		26,95
2.	0,01		27	26,95		0,074		0,291
3.	0	0,004	26,95		26,946		0,523		0,021
4.	0		26,95
5.	0,01		26,9

4.OBLICZENIA .

Dla rozrworu sporządzonego przez nas :

• wartość kąta skręcenia płaszczyzny polaryzacji :

• zdolność skręcająca właściwa dla roztworu cukru :

Dla roztworu o stężeniu nieznanym :

• wartość kąta skręcenia płaszczyzny polaryzacji :

αx = 26,946

• stężenie badanego roztworu :

5.ANALIZA BŁĘDU .

Zadaniem naszym było oszacować błędy następujących wartości :

• kątów skręcenia pł . polaryzacji .

• zdolności skręcającej .

• stężenia badanego roztworu

Obliczam niepewności poszczególnych pomiarów :

Rozrzuty wartości średnich odpowiednio wynoszą :

Obliczam dla 99% i 5 pomiarów t = 4,6 , a niepewność odczytu wynosi :

tak więc :

więc nipewność kąta skręcenia polaryzacji :

Wartość nipewności pomiaru zdolności skręcającej właściwej policzymy wykorzystując prawo przenoszenia odchyleń standartowych :

Niepewność odczytu stężenia roztworu policzymy także wykorzystując prawo przenoszenia odchyleń standartowych , obliczając najpierw analogicznie jak wyżej niepewność pomiaru kąta skręcenia płaszczyzny polaryzacji która wynosi :

Δα = 0,074

a szukana niepewność wynosi :

WYNIKI :

α = 48,442 ± 0,127

αx = 26,946 ± 0,074

αo = 4,515 ± 0,012

cx = 291 ± 21 g/L

6.WNIOSKI .

Ćwiczenie przebiegało sprawnie , bardzo dobrze można było uchwycić moment przejścia plamki z jasnej na ciemną co pozwoliło na precyzyjne odczytanie wartości z podziałki miernika .

---