Wstęp

Cel ćwiczenia : Celem ćwiczenia było zapoznanie się ze zjawiskiem skręcania płaszczyzny polaryzacji w cieczach i kryształach optycznie czynnych oraz wyznaczenie stężenia roztworu cukru na podstawie pomiaru jego zdolności skręcającej właściwej.

Schemat:

Gdzie:

λ – światło monochromatyczne

P – polaryzator złożony z polaryzatorów P1 i P2

R – badany roztwór

K1 i K2 – kryształy optyczne czynne o grubościach d1 i d2

A – analizator

1. Do sacharymetru wstawić rurkę z wodą destylowaną i odnotować azymut analizatora α0, przy którym obie części pola widzenia mają jednakową jasną. Pomiar powtórzyć kilka razy.

Pomiar	α0
1	0
2	0,1
3	0,1
4	0,1
5	0
6	0,1
7	0,1
8	0,1
9	0,1
10	0,1

Åšrednia pomiaru wody destylowanej 0,08.

Sx wynosi ~0,013

1. Do sacharymetru wstawić rurkę z roztworem cukru o znanym stężeniu cz i odnotować azymut analizatora α0. Wyliczyć Г = αz – α0

Pomiar	α10
1	12,2
2	12,1
3	12,5
4	12,25
5	11,9
6	12,0

Średnia pomiaru roztworu o 10% stężeniu wynosi 72,95/6 = 12,1583

Sx wynosi ~0,086

Obliczam Г = 12,1583 – 0,08 = 12,1503

1. Pomiar powtórzyć dla innych znanych stężeń i zrobić wykres zależności kąta skręcenia Г od stężenia c cukru w wodzie.

Pomiar roztworu o stężeniu 5 %

Pomiar	α5%
1	6,1
2	6,2
3	6,3
4	6,3
5	6,3
6	6,2

Średnia pomiaru roztworu o stężeniu 5 % wynosi 37,4/6 = 6,23

Obliczam Г = 6,23 – 0,08 = 6,15

Sx wynosi ~0,033

Pomiar roztworu o stężeniu 2,5 %

Pomiar	α2,5%
1	3,2
2	3,1
3	3,0
4	3,1
5	3,2
6	3,3

Średnia pomiaru roztworu o stężeniu 2,5 % wynosi 18,9 / 6 = 3,15

Obliczam Г = 3,15 – 0,08 = 3,07

Sx wynosi ~0,043

Pomiar roztworu o stężeniu 1,25 %

Pomiar	α1,25%
1	1,3
2	1,5
3	1,5
4	1,4
5	1,3
6	1,3

Średnia pomiaru roztworu o stężeniu 1,25 % wynosi 8,3/6 = 1,383

Sx wynosi ~0,04

Obliczam Г = 1,383 – 0,08 = 1,303

Pomiar roztworu o stężeniu x%

Pomiar	αx
1	9,95
2	10,09
3	9,93
4	10,09
5	10,09
6	10

Średnia pomiaru roztworu o stężeniu x% wynosi 60,15/6 = 10,025

Sx wynosi ~0,031

Г = 10,025 – 0,08 = 9,945

Obliczam stężenie roztworu x

1. Dla 10%

12,1583 – 10%

10,025 – x%

12,1583x = 100,25

X = 8,25 %

1. Dla 5%

6,23 – 5%

10,025 – x%

6,23x – 50125

X = 8,05

1. Dla 2,5%

3,15 – 2,5%

10,025 – x%

3,15x – 25,0625

X = 7,96

1. Dla 1,25%

1,383 – 1,25%

10,025 – x%

1,383x – 12,53125

X – 9,06

Średnia roztworu z obliczonych pomiarów wynosi : 33,32/4 = 8,33%

Wykres zależności stężenia do kąta skręcenia:

®

Obliczam błąd skręcania kąta metodą różniczki zupełnej dla :

Dla roztworu 10%

∆T = 0,086+0,0013 = 0,0873

Dla roztworu 5%

∆T = 0,033 + 0,0013 = 0,0343

Dla roztworu 2,5%

∆T = 0,043 + 0,0013 = 0,0443

Dla roztworu 1,25%

∆T = 0,04 + 0,0013 = 0,0413

Dla roztworu x%

∆T = 0,031 + 0,0013 = 0,0323

Dla roztworu 10%

=(0,0873/12,1583)*100%=0,00718*100%=0,72%

Dla roztworu 5%

=(0,0343/6,15)*100%=0,56%

Dla roztworu 2,5%

=(0,0443/3,07)*100%=1,5%

Dla roztworu 1,25%

=(0,0413/1,303)*100%=3,2%

Dla roztworu x%

=(0,0323/9,945)*100%=0,3%

Wnioski:

W ćwiczeniu, które zostało przeze mnie wykonane badane było odpowiednio w sacharymetrze 5 różnych cieczy o odpowiednich stężeniach : woda destylowana, 10%, 5%, 2,5%, 1,25% i o stężeniu x. Woda destylowana została przebadana jako pierwsza i jest ona punktem odniesienia we wszystkich próbkach. Dokładność z jaką w wizjerze była widoczna powierzchnia jednocześnie rozjaśniona wynosiło odpowiednio od 0 stopnia Celsjusza do 0,1 przez co średnia z wody destylowanej wyszła bliska zero i wynosiła 0,08. W tym ćwiczeniu przy normalnej stopniowej skali przy sacharymetrze była również skala Nioniusza, która pomagała w dokładniejszym oszacowaniu pomiaru. Po zmierzeniu 10 próbek dla wody destylowanej odpowiednio po 6 zostało wykonanych dla każdego roztworu. Poprzez wykonane próbki został obliczony roztwór x, a jego stężenie zostało oszacowane z obliczeń na 8,33%. Jest to dosyć niewielka różnica od rzeczywistego stężenia, które wynosiło 8 %. Po obliczeniu średnich i odchyleń standardowych wykonałem obliczenia kąta skręcenia Г za pomocą różniczki zupełnej co w późniejszej części zadania pozwoliło obliczyć błędy dla poszczególnych pomiarów. Można również w tym miejscu dodać, iż istnieje możliwość błędnego odczytania pomiarów z przyrządu, dlatego w tym przypadku uśrednienie odczytów dla wszystkich roztworów było bardzo przydatne. Uważam, iż ćwiczenie zostało dokładnie wykonane, za czym mogą świadczyć niewielkie różnice niepewności pomiarów jak i z wykresu można odczytać niezbędne dane.