Ćwiczenie Nr 412

Temat: Wyznaczanie stężenia roztworu cukru za pomocą polarymetru półcieniowego

I. LITERATURA

1. D.Halliday, R.Resnick, Fizyka t. II, PWN Warszawa 1984.

2. Sz.Szczeniowski, Fizyka doświadczalna cz. IV, PWN Warszawa 1971.

3. J.R.Meyer Arendt. Wstęp do optyki, PWN Warszawa 1977.

4. Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki w politechnice, T.Rewaj (praca zbiorowa).

II. ZAGADNIENIA TEORETYCZNE:

Światło spolaryzowane i niespolaryzowane, rodzaje polaryzacji (liniowa, kołowa i eliptycz-na). Metody otrzymywania światła liniowo spolaryzowanego: polaryzatory odbiciowe, dichroityczne i dwójłomne (pryzmat Nikola). Prawo Malusa, roztwory optycznie czynne, zdolność skręcająca właściwa ciała optycznie czynnego. Budowa polarymetru półcienio-wego.

III. METODA POMIAROWA:

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

(1)

gdzie

- zdolność skręcająca właściwa roztworu

d - długość rurki pomiarowej

c - stężenie roztworu cukru

Przy użyciu polarymetru półcieniowego mierzyny kąty i
skręcenia płaszczyzny polaryzacji światła przez roztwory cukru o stężeniach
i
(znanym inieznanym). Stężenie nieznanego roztworu obliczamy z zależności

(2)

IV. ZESTAW POMIAROWY

Polarymetr, waga analityczna (półautomatyczna), kolbki miarowe, zlewka, cukier, woda destylowana.

V. WYKONANIE ĆWICZENIA:

W tym celu:

1. Przygotować roztwór cukru o stężeniu z przedziału (0,05 - 0,25)

- odważyć odpowiednią ilość cukru (ciało ważone kładziemy na lewen szalce, a odważniki na prawej szalce wagi zaaretowanej),

- rozpuścić odważony cukier w niewielkiej ilości wody destylowanej i przelać roztówr do kolbki miarowej,

- uzupełnić wodą do kreski miarowej,

- ocenić dokładność wyznaczania stężenia roztworu c zgodnie ze ksposobem jego sporządzenia.

2. Włączyć oświetlenie polarymetru i przy pomocy pokrętła okularu wyregulować ostrość obserwowanego obrazu (obraz (a) lub (c) na załączonym rysunku).

3. Włożyć czystą, pustą rurkę polarymetryczną do przyrządu i ustawić analizator na "półcień" (obraz b), odczytać ze skali kątowej z noniuszem wartość kąta
odpowia-dającą temu ustawieniu. Pomiar powtórzyć pięciokrotnie, obliczyć wartość średnią
.

4. Napełnić rurkę polarymetryczną roztworem tak, by nie było w niej pęcherzyków powietrza, a okienka, przez które przechodzi światło, były z zewnątrz czyste i suche.

5. Umieścić rurkę z roztworem w polarymetrze i ponownie ustawić analizator na "półcień", odczytać wartość kąta
. Pomiar powtórzyć pięciokrotnie. Obliczyć średnią wartość
.

6. Obliczyć wartość kąta skręcania płaszczyzny polaryzacji

7. Wykonać pomiary dla roztworu o nieznanym stężeniu (podanym przez asystenta), powtarzając czynności od punktu 3 do 6.

8. Obliczyć stężenie roztworu wg wzoru [2].

9. Ocenić dokładność określenia
.

10.Obliczyć zdolność skręcającą właściwą
dla wodnego roztworu cukru

Oszacować błąd tej weilkości.

11. Wyniki pomiarów i obliczeń zapisać w tabelkach.

A. Sporządzenie roztworu o znanym stężeniu:

masa cukru i opakowania

masa opakowania

masa cukru

objętość roztworu V =

stężenie roztworu c =

B. Pomiary dla roztworu o znanym stężeniu

Lp									d [dm]
1 2 3 4 5

C. Pomiary dla roztworu o nieznanym stężeniu

Lp									c
1 2 3 4 5

Ustawiając na "półcień" należy obracać analizator tam i z powrotem wokół położenia równości oświetleń, najpierw większymi, potem coraz mniejszymi łukami, aż do zatrzymania się w położeniu pośrednim między dwoma położeniami, dla których oko zaczyna dostrzegać różnicę oświetleń (obraz przedstawiony na rys. b)

---