С.К. Пискарёва - Аналитическая химия (1110124), страница 78
Текст из файла (страница 78)
Для таких форм направление вращения плоскостей поляризации про.гивоположно. Если приготовить растворы одинаковой концентрации правоврашаюшей и левоврашаюшей модификаций 1прн данной температуре и одинаковой толщине слоя), то угол вращения плоскости поляризации для одной модификации окажется равным по величине и противоположным по знаку для другой.
Это означает, что вращение плоскости поляризации происходит по часовой стрелке гправое вращение) и в противоположном направлении (левое вращение). Наличие связи между асимметрией в строении молекул и их оптической активностью убедительно доказано тем, что все ведущие к нарушению этой асимметрии химические превращения приводят к потере оптических свойств данного вещества. Врашение плоскости поляризации в чистых жидкостях или растворах изменяется в зависимосг и оз длины световой волны н от температуры.
В случае растворов оно зависит от природы растворителя и концентрации раствора. Оптическая активность вещества определяется так называемым удельггым врагченислг. Удельным вращением Иг, (для длины волны света А и температуры ~) называют значейие угла врашения плоскости поляризации плоскополяризованного света, которое соответствует данному веществу при плотности его, равной единице, и концентрации (для растворов) 1 г/смз при толщине слоя вещества 1 дм: 356 Вращение на теткину слоя вещества 1 дм И„к Масса (в г) активного вещества в ! сза~ раствора Оптическую активность вещества можно оценить также молярным врашепием, которое вычисляют как произведение удельного вещества вращения ~1гл на молярную массу вещества в г/100 смз раствора: И„«М Ф= —" !00 ' где Ф вЂ” молярное вращение плоскости поляризации; М вЂ” молярная масса вещества, г/моль. По физическому смыслу, величина Ф соответствует такому углу врашения плоскости поляризации, который бы имел место при концентрации оптически активного вещества 1 моль/л и при толщине слоя раствора 1 мм (1 дц/100).
В табл. 14 приведены значения удельного вращения некоторых органических веществ в различных растворителях для монохроматического света с длиной волны, соответствуюшей желтой линии «2т» в спектре натрия Хо при 20' С. Табл и па 14. Улельиое вращение некоторых органических " Знак «+» обозначает нрввое врвщеаве. зизк « — в — левое вращение. В растворах сахаристых веществ часто наблюдается явление мутаротации, которое состоит в том, что удельное вращение, наблюдаемое в свежеприготовленных растворах, впоследствии сильно изменяется, достигая некоторого постоянного значения. Иногда наблюдается даже изменение знака вращения, например левое вращение переходит в правое.
Зависимое.гь удельного вращения от природы растворителя можно проследить, сопоставив значения удельного вращения яблочной кислоты в метиловом спирте и ацетоне: с)тл в метиловом спирте составляет +2,92', в ацетоне +5,2". $ в. ПОЛЯРИМГГРЫ И РАБОТА С НИМИ Основными частями любого поляриметра являются источник поляризованных лучей (поляризатор) и прибор для их исследования (анализатор). Призмы Николя выполнены из кристаллов леяяяиле- ллляс- йелеыялея оееещпв™нопь 358 359 гнс. 4б. Схема полиряметрнческого исследования исландского шпата и являются дорогостоящей частью поляриметра. Поэтому в некоторых устройствах вместо николей в качестве поляризатора и анализатора применяют поляроиды †плен из герапатита (органическое соелинение иода), которые помещают между двумя защитными сгеклышками, Эффект измерения угла вращения плоскости поляризации не ухудшается от такой замены.
Если поляризатор и анализатор усгановлены так, что их плоскости поляризации взаимно параллельны, то лучи света проходят через них (рис. 46, а). При повороте анализатора на 90' (рис. 46, 6) плоскости поляризации оказываются взаимно . перпендикулярными и лучи света не проходят через анализатор.
Это происходит потому, что лучи, прошедшие через поляризатор, имеют плоскость колебаний, перпецдикулярную плоскости пропусканий лучей анализатором. Такое положение называют установкой николей на «темнотул. Если между поляризатором и анализатором в положении на «темноту» поместить раствор оптически активного вещества (рис. 46, В), то за анализатором появится свет. Его появление объясняется тем, что луч, вышедший из раствора, колеблется уже не в плоскости, перпендикулярной плоскости анализатора, а в плоскости РЦ. Он может быть разложен по правилу параллелограмма на два луча: Оях и Оо (рис. 46, г).
Луч Оят колеблется в плоскости пропускания лучей анализатора и, следовательно, может пройти через него. Для того чтобы вновь поставить поляризатор и анализатор «на темнотуз>, следует анализатор повернуть так, чтобы его плоскость стала перпендикулярной плоскости РЯ, т. е. на угол а. Угол а есть угол вращения плоское~и поляризации. На рис.
47 дана схема кругового поляриметра. Поляризатор этой модели позволяет определить угол вращения в пределах +360'. Источником света служит лампа на 25 — 40 Вт, лучи от которой поступают в светофильтр через линзу-конденсатор (где образуется пучок параллельных лучей) и далее через поляризатор. В этом приборе вместо призм Николя применяют поляроидные пленки. Светофильтр и поляроиды оптически сочетаются таким образом, что в свете, вышедшем из поляризационного блока, Рис.бэ.
Принципиальная схема полирпметра СМ: ! — источник света; 2 — светофииьтры; 5 — ссветительиал лииза; 4 — полкризатор; 5 — трубка с измеряемым оптически активным веществом; 6 — виалвзатор с отчетным устройством; у — зрителыиз трубка:  — окуляр отчетаого устрой- ства максимум интенсивности соответствует желтой линии я7 в спектре натрия. Далее поляризованный свет проходит через диафрагму с кварцевой пластиной, которая отклоняе~ плоскость поляризации света на 5 — 7'.
При скрещении поляризатора и анализатора фотометрическое поле будет заметно только в крайних частях, средняя часть поля будет в определенной степени освещена. Ослабить освещенность средней части и усилить освешенность крайних частей фотометрического поля можно соответствующим поворотом анализатора, поле окажется равномерно затемненным. Равномерная затемненность фиксируется по лимбу сначала в отсутствии трубки с исследуемым раствором или с трубкой, наполненной водой (нулевая точка). Затем в прибор помещают трубку с исследуемым раствором и вновь восстанавливают равномерную затемненность, поворачивая анализатор на некоторый угол.
Этот угол равен углу поворота плоскости поляризации. Угол отсчитывают по делениям круговой шкалы, нанесенным на лимб. Работу на поляриметре начинают с включения лампы и передвижения муфты в такое положение, при котором фотометрическое поле отчетливо разделено на три части. Затем устанавливают анализатор, меняют положение осветителя до такой позиции, при которой поле затемнено наиболее равномерно. Далее проверяют нулевое положение прибора. Для этого наполняют трубку дистиллированной водой, предварительно промыв ее сначала водой, а затем с помощью ватного тампона— спиртом. Помещают трубку в ложе прибора, закрывают шторку, устанавливают анализатор на равномерную затемненность и фиксируют положение нониуса.
Если нуль нониуса совпадает с нулем лимба, то поправка равна нулю. Поворачивая анализатор попеременно в разные стороны, добиваются положения равномерной затемненности поля и фиксируют угол вращения плоскости поляризации. Отсчеты берут несколько раз, и потом их усредняют. Затем в поляриметр помещают трубку, заполненную исследуемым раствором, и наводят на резкость. Находят положение равномерного затемнения.
Отсчитывают по лимбу число целых градусов от нуля неподвижной шкалы до нуля нониуса. По нопиусу определяют десятые и сотые доли градуса угла поворота плоскости поляризации, ведя отсчет по делению шкалы нониуса, точно совпадающим с каким-либо делением лимба.
Цена деления шкалы нониуса 0,05', вся пжала соответствует одному градусу— одному делению шкалы лимба. Если угол вращения плоскости поляризации больше 10', средняя часть поля оказывается окрашенной вследствие усиления поляризационной дисперсии. Тогда установка на равномерное затемнение затрудняется. При этом уменыпается точность измерений. В этом случае используют натровую лампу — источник монохроматического света. Измерив на поляриметре угол вращения плоскости поляризации, можно определить концентрацию исследуемого раствора с гв г/100 мл): 100а с= —.
ас1 ' Для растворов веществ, оптическая активность которых связана с асимметрией в строении их молекул, удельное вращение плоскости поляризации зависит от концентрации раствора. Эта зависимость выражается обычно в виде степенного ряда. Например, для сахарозы а»с — — 66,56+8.10 4с — 2.!О 4с».
Указанной зависимосгью можно пренебречь в пределах достаточно больших концентраций, если поправка не превышает точность, с которой отсчитывают угол поворота плоскости поляризации на данном поляриметре. Концентрацию исследуемого раствора можно установить по градуировочным кривым. С этой целью определяют угол вращения плоскости поляризации ряда стандартных растворов известной концентрации и строят кривую в координатах угол вращения †концентрац. По построенной кривой, измерив угол враще- " ния исследуемого раствора, определяют его концентрацию. Находя результаты этим способом, необходимо учитывать изменение; удельного вращения при изменении концентрации. В 6.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ГЛЮКОЗЫ В ВОДНОМ РАСТВОРЕ Сначала готовят шкалу стандартов. Для этого на аналитических весах в стаканах вместимостью 50 мл взвешивают шесть навесок кристаллической глюкозы (2, 4, 6, 8, 1О, 12 г). Растворяют навески в дистиллированной воде, количественно переносят в мерные кблбы вместимостью 50 мл, доводят до метки водой и тщательно перемешивают. Если раствор мутнеет, его фильтруют. Поляриметрическую трубку тщательно промывают и дважды ополаскивают раствором глюкозы из мерной колбы. Затем наполняют ее этим раствором, вносят в поляриметр и измеряют углы вращения плоскости поляризации, проходящего через раствор света.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
