7.3. Методы поляриметрического определения

Порядок работы с поляриметром следующий. После включения источника света нужно подогнать по своему глазу окуляр зрительной трубы и отсчетную лупу. Для этого, вращая оправы, их передвигают вдоль оси так, чтобы в окуляре зрительной трубы была отчетливо видна вертикальная линия, разделяющая поле зрения на две половины, а через лупу – штрихи и цифры шкалы и нониуса.

Затем прибор без поляриметрической трубки устанавливают в нулевое положение путем вращения рукоятки кремальерной передачи, связанной с подвижным кварцевым клином. Перемещая его вправо или влево, добиваются полной однородности в освещении обеих половин поля зрения. При этом нулевые деления шкалы и нониуса должны совпадать. В противном случае при помощи съемного ключа винта, находящегося на тыльной стороне измерительного узла, перемещают нониус до совмещения обоих нулевых делений.

Раствор, подготовленный к поляриметрированию, должен быть совершенно прозрачным. Им сначала два–три раза ополаскивают закрытую с одного конца трубку, а затем наполняют ее. Чтобы трубка не нагревалась от руки, ее ставят на стол и аккуратно по стенке наливают раствор до тех пор, пока жидкость не появится над краем трубки в виде выпуклого мениска. На этот мениск осторожно и быстро опускают покровное стекло или «срезают» мениск, надвигая стекло сбоку, при этом под стеклом не должно быть пузырьков воздуха.

Если сразу не удается избежать попадания воздуха под стекло, его снимают, насухо вытирают, трубку доливают раствором до появления выпуклого мениска, снова закрывают стеклом и навинчивают гайку. У заполненной трубки протирают до блеска покрывные стекла кусочками фильтровальной бумаги, трубку просматривают на свет, проверяя прозрачность и отсутствие пузырьков воздуха. После этого ее помещают в камеру поляриметра и наблюдают через зрительную трубу поле зрения. Сахарный раствор поворачивает плоскость поляризации света, вследствие чего полутеневое положение нарушается и одна половина поля зрения становится темной. Вращая рукоятку кремальерной передачи, добиваются выравнивания освещенности и окраски обеих половинок поля зрения.

Если при измерении вращения бесцветных или слабоокрашенных растворов при установке на полутень оттенки обеих половин поля зрения получаются одинаковыми, то работают с матовым стеклом. Если же при этом окраска половинок поля зрения несколько различается (имеется слегка желтоватый или голубоватый оттенок), то в оптическую систему вводят желтый светофильтр. При работе с темноокрашенными растворами обойму ставят в положение без обозначения, соответствующее максимальной интенсивности освещения поля зрения.

После установки поля зрения на полутень делают отсчет по шкале при помощи нониуса. Точность установки на полутень, а следовательно, и точность измерения зависят от опытности и субъективных особенностей светового восприятия наблюдателя. Поэтому при анализе одного и того же раствора двумя исполнителями могут получаться разные результаты. К тому же при большом числе измерений глаза быстро утомляются, острота восприятия снижается и воспроизводимость измерений падает.

Эти недостатки визуальных поляриметров устранены в автоматических фотоэлектрических поляриметрах. Автоматический фотоэлектрический поляриметр имеет ту же оптическую схему, что и обычные поляриметры. Но поляризованный свет после анализатора направляется не в зрительную трубу, как в визуальных поляриметрах, а на фотоэлемент, который преобразует его в фототок. Фототок посылается на электродвигатель, который перемещает шкалу до полной компенсации угла вращения анализируемого раствора. В этот момент электродвигатель останавливается. Таким образом, автоматические поляриметры дают более объективные и воспроизводимые результаты определения, а также облегчают труд химика.

Основной недостаток поляриметрического метода заключается в его неспецифичности: им нельзя определить один какой-нибудь сахар при наличии других сахаров и оптически активных несахаров. При измерении угла вращения такой смеси получают алгебраическую сумму углов вращения право- и левовращающих веществ. Поэтому, когда нужно найти действительное содержание данного сахара, прибегают к различным сложным приемам, которые сводят на нет главные достоинства метода – его простоту и быстроту. Однако для анализа чистых сахаров этот метод является одним из наиболее быстрых и точных, так как позволяет определить содержание сахара с точностью до 0,02 % и не требует большого разведения раствора, всегда вносящего ошибку в результаты анализа.