Determinarea concentrației substanțelor optic active cu ajutorul polarimetrului

1. Scopul lucrårii

1.1. Punerea în eviden¡å a fenomenului de rotire a planului de oscila¡ie a vectorului E (polariza¡ie rotatorie) la trecerea luminii prin substan¡e optic active.

1.2. Determinarea concentra¡iilor unor solu¡ii de zahår în apå (dozarea polarimetricå).

1.3. Verificarea experimentalå a formulei de calcul a concentra¡iei.

2. Teoria lucrårii

Lumina, conform cu teoria ondulatorie, este o undå electromagneticå transversalå, directiile de oscilatie ale vectorilor intensitate a câmpului electric E si inductie a câmpului magnetic B fiind perpendiculare atât între ele, cât si pe directia de propagare (raza de luminå). Lumina naturalå, care se propagå în vid sau într-un mediu izotrop, poate fi consideratå ca fiind constituitå din trenuri de unde transversale ale cåror faze si directii de vibratie se schimbå în asa fel încât orice fazå si orice directie de vibratie sunt la fel de probabile. Se spune cå o astfel de undå este nepolarizatå.

Planul în care vectorul E oscileazå, determinat de directia de oscilatie si directia de propagare, se numeste plan de oscilatie (vibratie), iar planul perpendicular pe acesta se numeste plan de polarizare. Radiatiile luminoase în care vectorul E oscileazå într-un singur plan de vibratie (pe o singurå directie determinatå) se numesc liniar polarizate.

Dispozitivul cu care se ob¡ine luminå liniar polarizatå se numeste polarizor.

Fenomenul de rotire, în jurul directiei de propagare, a planului de oscilatie al luminii liniar polarizate cu un unghi  se numeste polarizare rotatorie (activitate opticå).

Metoda dozårii polarimetrice se bazeazå pe proprietatea unor solutii optic active de a roti planul de oscilatie al unei radiatii luminoase liniar polarizate cu un unghi  care depinde de concentratia solu¡iei respective c si de distan¡a l pe care lumina o parcurge prin solutie :

(1)

unde se numeste putere de rotatie sau rotatie specificå si reprezintå mårimea unghiului de rotatie pentru c si l egale cu unitatea. Indicele t indicå temperatura solutiei, iar  lungimea de undå a luminii monocromatice folosite.

Din relatia (1) se scoate concentra¡ia c care, exprimatå în procente, devine

(2)

Pentru calculul concentratiei în procente se foloseste relatia (2) în care pentru puterea de rotatie (rotatia specificå) se ia valoarea

(3)

iar pentru lungimea l a tubului se considerå valoarea în decimetri.

Pentru tuburile de aceeasi lungime (care contin solutii de concentratii diferite) se reprezintå grafic valorile medii ale unghiului  func¡ie de valorile medii ale concentra¡iei c. Se verificå dependenta liniarå a unghiului de rotatie de concentra¡ia solutiei.

Pentru tuburi de lungimi diferite (care con¡in solutii de aceeasi concentratie) se reprezintå grafic valorile medii ale unghiului  func¡ie de lungimea l a tuburilor. Se verificå dependenta liniarå a unghiului de rotatie de lungimea tubului.

Se calculeazå eroarea påtraticå medie (eroarea standard) a concentratiei cu formula :