Томский политехнический университет

Отделение естественных наук ШБИП

Отчет по лабораторной работе В-О06

определение концентрации раствора сахара с помощью сахариметра

Студент(ка) гр. 1Б92

Ф.И.О. Кшинин И.Б.

к выполнению лабораторной работы ДОПУЩЕН

________________________

^{подпись преподавателя}

Цель работы: Исследование зависимости угла вращения плоскости поляризации от концентрации раствора. Определение удельного вращения. Определение неизвестной концентрации сахарного раствора.

КРАТКОЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Естественный свет излучение естественных источников представляет собой пример электромагнитных волн со всевозможными равновероятностными ориентациями вектора E , т.е. с неопределённым состоянием поляризации.

Частично поляризованный свет с преимущественным (но не исключительным) направлением колебаний вектора E называют частично поляризованным светом

Поляризованный – если вектор напряженности электрического поля электромагнитной волны колеблется вдоль некоторого направления в пространстве, говорят о линейной поляризации рассматриваемой электромагнитной волны. Электромагнитная волна в этом случае называется полностью поляризованной.

Поляризатор это устройство, позволяющее получать линейно поляризованный свет. Когда те же самые приборы используют для анализа поляризации света, их называют анализаторами. Через такие устройства проходит только та часть волны, у которой вектор E колеблется в определенном направлении. Это направление называют главной плоскостью поляризатора (анализатора).

Закон Малюса — физический закон, выражающий зависимость интенсивности линейно-поляризованного света после его прохождения через поляризатор от угла. Между плоскостями поляризации падающего света и поляризатора.

I₀cos²φ.

Угол поворота плоскости поляризации для оптически активных растворов зависит от длины пройденного пути, а также от концентрации активного вещества.

СХЕМА УСТАНОВКИ

Схема установки состоит:

1. лупа;

2. измерительная головка;

3. камера;

4. поляризатор;

5. осветительный узел.

РАБОЧИЕ ФОРМУЛЫ

,

,

где –

– величина удельного вращения раствора.

с- концентрация, выраженная в %;

l – длина пути в веществе.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ

Задание 1. Определение концентрации раствора сахара.

Таблица 1

l=20 см

№ трубки	Концентрация раствора ( ), г/см3	Отсчеты при наличии трубки, , (oS)	, (oS)	, в угловых градусах (×0,35)
№1	= 0	1. = -1.1 2. = -1.3 3. = -1.2	-1,43	-0,50
№2	=0.01	1. = 5.1 2. = 5.0 3. = 5.1	0,50	0,175
№3	=0.075	1. =7.4 2. =7.5 3. =7.5	30,23	10,582
№4	=0.1	1. =39.4 2. =39.5 3. =39.5	39,63	13,87
№5	=X	1. =21.0 2. =21.0 3. =21.0	21.0	7,35

Задание 2. Исследование зависимости угла вращения плоскости поляризации от длины пути .

Таблица 2

	l, (см)	, °S			, (oS)		, в угловых градусах (×0,35)
1	10	10.7	10.7	10.6		10.73		3.70
2	15	15.0	14.8	14.9		15.00		5.20
3	20	18.5	18.5	18.5		18.50		6.45
4	25	22.4	22.4	22.5		22.43		7.85
5	30	27.5	27.4	27.5		27.46		9.61
6	35	32.0	32.0	32.0		32.0		11.2

Измерения провел студент (ка) группы 1Б92

___________Кшинин.И.Б

^{(Фамилия И.О.)}

Дата 05.05.2021

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

1. Постройте график зависимости угла поворота плоскости поляризации φ от концентрации с активного вещества, ..

2. Определите по графику неизвестную концентрацию c_x.

Ответ Cx=0.05630441~ г/см³.

3. По графику определите удельное вращение, используя то обстоятельство, что тангенс угла наклона усреднённой прямой численно равен значению . Поэтому

Задание 2

1. Постройте график зависимости угла вращения плоскости поляризации φ от длины пути . Убедитесь в его линейности. Сделайте выводы.

2. По наклону прямой графика . оцените значение . Сравните с найденным в задании 1.

= =6,75

= =6,8

= =6,48

= =6,124

= =7,22

= =7,041

= =7,28183

Разница небольшая и данный метод нахождения является рабочим, с помощью которого можно просто и быстро найти удельное вращение с небольшой погрешностью. Во втором задании проверили значение найденное графически с найденным аналитически ср, сделаем вывод о том, что данные расходятся также не критично, учитывая погрешность при измерении, определении без контрастного момента, при расчётах, а также неизвестно как в программе согласуется концентрация, длина трубки, и установка, в целом.

3. Сделайте выводы

В ходе лабораторной работы исследована зависимость угла вращения плоскости поляризации от концентрации раствора, график зависимости получился линейный, а именно, при повышении концентрации угол вращения увеличивается. Определена неизвестная концентрация сахарного раствора, численно равная 0,055 г/см³.

Определено удельное вращение приближённо равное 7,1 .

У сахара для жёлтой линии удельное вращение составляет 6,65 , что существенно отличается от среднего нашего значения, отличие составляет 6,7 процентов.

После построения графика зависимости угла вращения плоскости поляризации φ от длины пути убедились в его линейности. По графику определено удельное вращение, значение отличается от номинального на 0,3 процента. Также, во втором задании значение угла вращения плоскости поляризации определили аналитически, погрешность составляет 9,5 процентов.

Выполнил студент (ка) группы 1Б92

________________Кшинин И.Б________

^{(Фамилия И.О.)}

Проверил Преподаватель__________________

Евдокимов К.Е.

7