ĆWICZENIE 1

Czynność optyczna węglowodanów. Oznaczanie zawartości sacharozy metodą polarymetryczną.

Zasada oznaczania

Analiza polega na wyznaczeniu wartości skręcalności właściwej sacharozy, przygotowaniu roztworu badanego cukru i pomiarze kąta skręcenia płaszczyzny polaryzacji światła spolaryzowanego przez badany roztwór.

Przyrządy, materiały i odczynniki

1. waga analityczna, waga techniczna,

2. polarymetr kołowy,

3. typowe szklane naczynia laboratoryjne,

4. moździerz porcelanowy,

5. sacharoza,

6. octan ołowiu(II) Pb(CH₃COO)₂·3H₂O,

7. tlenek ołowiu(II), PbO,

8. wodoroortofosforan(V) sodu, Na₂HPO₄, roztwór nasycony,

9. zasadowy octan ołowiu(II), Pb(CH₃COO)₂·2Pb(OH)₂.

Na wadze technicznej odważyć 30 g octanu ołowiu(II) i 10 g tlenku ołowiu(II). Substancje przenieść do czystego i suchego moździerza i dokładnie utrzeć. Mieszaninę przenieść do kolby stożkowej o pojemności 250 cm³, dodać 10 cm³ wody destylowanej i ogrzewać w łaźni wodnej często mieszając, do uzyskania różowo białego zmętnienia. Dodać jeszcze 90 cm³ wody destylowanej, ogrzewać w ciągu 15 minut po czym ostudzić. Kolbę zamknąć i pozostawić na 2-3 dni. Klarowną ciecz zdekantować znad osadu do butelki z doszlifowanym korkiem i przechowywać szczelnie zamkniętą.

Wykonanie oznaczenia

Oznaczenie skręcalności właściwej sacharozy

Przygotować polarymetr zgodnie z instrukcją obsługi i przeprowadzić jego zerowanie. Do czystej rurki polarymetrycznej wlać taką ilość wody destylowanej aby uzyskać wypukły menisk cieczy. Następnie czyste szkiełko nakrywkowe położyć na ciecz tak aby zapobiec powstaniu pęcherzyka powietrza po czym rurkę zamknąć nakrętką. Napełnioną rurkę wstawić do polarymetru. Na skali polarymetru ustawić wartość zero, nastawić ostrość, następnie patrząc w okular urządzenia tak obracać pokrętłem tarczy aby uzyskać jednakową intensywność oświetlenia trzech części pola widzenia. Wartość kąta skręcenia odczytać na tarczy patrząc przez wbudowaną lupę. Dokładność odczytu z użyciem noniusza wynosi 0,05°. Dokonać trzykrotnego odczytu w jednominutowych odstępach i obliczyć średnią wartość pomiaru. Jeżeli uzyskany wynik różni się od zera, należy uwzględnić poprawkę przy dalszych oznaczeniach.

Na wadze analitycznej przygotować odważki sacharozy o masach około: 3, 5, 10, 15, 20, 25 g. Odważki przenieść ilościowo do kolbek miarowych o pojemności 100 cm³, rozpuścić w około 80 cm³ wody destylowanej i uzupełnić wodą do kreski.

Rurkę polarymetryczną opłukać danym roztworem sacharozy, a następnie napełnić ją tym roztworem podobnie jak przy zerowaniu polarymetru. Rurkę umieścić w polarymetrze i jak opisano wcześniej, pokrętłem doprowadzić do zrównania intensywności oświetlenia w polu widzenia polarymetru. Dokonać trzech pomiarów w odstępach jednominutowych. Następnie powtórzyć oznaczenie dla nowej porcji tego samego roztworu. Wyniki zapisać w tabeli:

Stężenie sacharozy, c [g/100 cm^3 roztworu]	Kąt skręcenia [°]
		Pomiar I			Pomiar II			Wartość średnia, α
		odczyt 1	odczyt 2	odczyt 3	odczyt 1	odczyt 2	odczyt 3

Uzyskane wyniki przedstawić na wykresie α = f(c). Punkty doświadczalne powinny układać się na linii prostej. Przy pomocy programu komputerowego wyznaczyć współczynnik kierunkowy tej prostej (A). Wartość skręcalności właściwej sacharozy (
) obliczyć z wzoru:

gdzie l - długość rurki polarymetrycznej, dm.

Oznaczenie zawartości sacharozy w próbkach cukru

Odważyć na wadze analitycznej 8-10 g badanego cukru, przenieść ilościowo do kolby miarowej o pojemności 100 cm³, dodać około 80 cm³ wody i wymieszać do rozpuszczenia próbki. Jeżeli uzyskany roztwór jest całkowicie klarowny zawartość kolby uzupełnić wodą destylowaną do kreski. Jeżeli roztwór jest mętny lub zabarwiony do kolby dodać 4 cm³ roztworu zasadowego octanu ołowiu(II) i dokładnie wymieszać. Po około 5 minutach do kolby dodać 8 cm³ nasyconego roztworu wodoroortofosforanu(V) sodu i po wymieszaniu pozostawić na około 30 minut. Po tym czasie zawartość kolby przesączyć przez suchy sączek do czystej i suchej zlewki, odrzucając pierwsze 20 cm³ roztworu.

Dokonać pomiarów kąta skręcenia tak otrzymanego roztworu badanego cukru w sposób opisany powyżej.

Obliczanie wyniku

Obliczyć stężenie sacharozy (c_S) [g/100 cm³] w badanym roztworze cukru według wzoru:

gdzie: α_śr - wartość średnia odczytów kąta skręcania płaszczyzny światła spolaryzowanego badanego roztworu cukru.

Obliczyć zawartość procentową sacharozy w badanym cukrze uwzględniając wyznaczoną w pomiarze polarymetrycznym masę sacharozy w badanej próbce oraz masę próbki.

---