Охарактеризувати поляриметричний мето аналізу та описати принцип дії поляриметра.

Відповідь:Натуральне світло – це поперечні електромагнітні хвилі: коливання відбуваються у площині, перпендикулярній до напряму розповсюдження хвилі. Напрями коливань у цій площині є різноманітними (рис. 8). Існують кристали – поляризатори, при проходженні через які світло стає поляризованим, тобто коливання електромагнітної хвилі відбуваються тільки в одному напрямі, коливання ж у інших напрямах поляризатор не пропускає. Площину, яка збігається з цим напрямом та напрямом розповсюдження хвилі, називають площиною поляризації.

Безперечно, що через два поляризатори із взаємоперпендикулярними площинами поляризації (другий поляризатор називають аналізатором) натуральне світло не пройде (рис. 9).

За відношенням до поляризованого світла всі речовини поділяють на оптичноактивні й неактивні. Перші здатні обертати площину поляризації поляризованого світла на певний кут у лівий або правий бік.

Оптична активність зумовлена несиметричною будовою молекул. Наприклад, у циклогексана – молекула симетрична та оптично неактивна, а у метилциклогексана – несиметрична, оптично активна.

Для оптично активної хімічно чистої речовини кут обертання площини поляризації b залежить від товщини шару речовини l, її густини r і оптичної активності, яку характеризує питоме обертання a:

b = a l r. (7)

У випадку розчинів залежність (7) трансформується у вираз:

b = a lс, (8)

де с – концентрація розчину.

Питоме обертання a, крім природи речовини, залежить від температури і довжини хвилі поляризованого світла.

Кут обертання визначають за допомогою поляриметрів, основними вузлами яких є поляризатор (джерело поляризованого світла) й аналізатор, який, власне, дає змогу визначити цей кут. Якщо між поляризатором та аналізатором, налаштованими на “темноту” (площини поляризації взаємоперпендикулярні), розташувати кювету з розчином оптично активної речовини, то за аналізатором фіксується освітленість. Аналізатор треба повернути на певний кут, щоб відновити відсутність світла поза ним. Цей кут і є шуканим кутом обертання площини поляризації.

Існує декілька модифікацій поляриметрів для вимірювання кута обертання площини поляризації. На рис. 10 зображено круговий поляриметр.

Як поляризатор використовують призму Ніколя або поляроїдну плівку, що обертається і зв’язана зі шкалою 7. Обертанням аналізатора в окулярі 8 приладу домагаються однакової освітленості полів (це засвідчує співпадання його оптичної осі з площиною поляризації) і за шкалою заміряють кут повороту аналізатора. Кювету (трубку зі знімними скельцями) перед вимірюванням промивають дистильованою водою, споліскують і заповнюють досліджуваним розчином, стежачи за тим, щоб при накладанні торцевого скельця у кюветі не залишались бульбашки повітря. Робоча довжина кювети становить 1 дм.

Застосовують також клинові поляриметри, в яких аналізатор закріплений нерухомо і представляє собою плоскопаралельну пластину із правообертаючого та два клини з лівообертаючого кварцу. Один з клинів нерухомий, інший пересувається щодо першого за допомогою мікрометричного гвинта, зв’язаного зі шкалою, вирівнюючи при цьому освітленість полів в окулярі приладу.

Найчастіше поляриметричний метод застосовують при аналізі вуглеводнів, зокрема сахарози і глюкози.

Дата добавления: 2015-07-11