8. Інструментальні методи. За допомогою яких приладів вимірюють кут обертання поляризованого світла? Дати коротку характеристику такого методу.

Поляриметрія – метод, заснований на визначенні оптичного обертання (це обертання площини поляризації світла розчином оптично активної речовини). Для вимірювання оптичного обертання використовують поляризоване світло (коливання світлових хвиль у ньому відбуваються тільки в одній площині). Площина, у якій відбуваються коливання хвиль поляризованого світла – площина поляризації. Різні променя піддаються різному заломленню при проходженні через кристали з оптичною неоднорідністю. На основі різного заломлення променів заснована дія поляризатора, який називають «призма Ніколя». Промінь, що пройшов через призму Ніколя, цілком поляризований і його площина поляризації обертається в розчинах оптично активних речовин. Поляризоване світло в таких речовинах відхиляє площину поляризації від початкового положення. Відхилення виражають у кутових градусах і називають кутом обертання площини поляризації, який залежить від природи речовини, її концентрації, товщини шару, довжини хвилі світла і температури. При вимірюваннях у спеціальних кюветах та при постійній температурі його значення залежить тільки від концентрації.

Здатність речовини обертати площину поляризації характеризують питомим обертанням – це обертання площини поляризації при проходженні поляризованого світла через шар розчину в 1дм довжиною, концентрації розчину 1г/см³ і позначають [α]^t_D. D – вказує на довжину хвилі у спектрі натрієвої лампи. t – температура. Для рідин

[α]²⁰_D­ = α/ l∙ρ

Для розчинів [α]²⁰_D­ = α∙100/ l∙с

α – кут обертання в градусах; l – товщина шару рідини, дм; с – процентна концентрація розчину; ρ – густина рідини.

Поляриметрію застосовують для визначення концентрації розчинів оптично активних речовин, в основному вуглеводів – цукру, глюкози тощо. Питоме обертання є константою, що використовується для ідентифікації речовин. Якщо відомо кут обертання і питоме обертання речовини, то розраховують концентрацію речовини в розчині :

С = α∙100/[α]²⁰_D­∙ l

9. Інструментальні методи. Закон Бугера — Ламберта — Бера, математичне відображення. За яких умов цей закон виконується?

В основі фотометричних вимірювань і розрахунків (тобто вимірювань і розрахунків інтенсивності світлового випромінювання) лежить основний закон світлопоглинання, який одержав назву “закон Бугера – Ламберта – Бера”:

Інтенсивність поглинання світла розчинами речовини пропорційна їх концентрації C і товщині поглинаючого шару l:

або

де: К — коефіцієнт пропорційності;

C ― концентрація речовини у розчині;

l ― товщина шару розчину, через який проходить світло.

Коефіцієнт пропорційності K являє собою поглинання розчину при його конце­нтрації й товщині, рівних одиниці, і є характерним параметром для кожної речовини.

Якщо концентрація розчину виражена в моль/л, то коефіцієнт пропорцій­ності K (показник поглинання) чисельно характеризує поглинання розчину, що містить 1 моль/л речовини, при товщині шару, рівній 1см. У цьому випадку по­казник поглинання називають молярним поглинанням або молярним показ­ником поглинання і позначають ε.

При позначенні концентрації розчину у відсотках поглинання розчину називають питомим поглинанням або питомим показником поглинання. Питомий показник поглинання чисельно дорівнює поглинанню розчи­ну, що містить 1% речовини, при товщині шару, рівній 1см.

Закон Бугера справедливий тільки для строго монохроматичного випро­мінювання. Графічно залежність поглинання від концентра­ції (при інших постійних умовах) має вигляд прямої лінії, що виходить із поча­тку осей координат. В аналітичній практиці при проведенні фотометричних вимірювань необхідно перевіряти дотримання закону Бугера. Якщо закон Буге­ра дотримується, то графічне зображення залежності поглинання від концент­рації має вигляд прямої лінії.