Зачернение

Канадский

Исландский шпат

30⁰

Iα

Рис. 1.4.4.

Направление естественного света и поляризованного света совпадает. Поляризаторы такого типа дорогие, имеют неудобную форму, поэтому часто их заменяют пленочными поляризаторами – поляроидами.

Поляроиды – это анизотропные материалы, наклеенные на полиэтиленовую пленку и избирательно пропускающие обыкновенный и необыкновенные лучи: это йодоорганика. Пластинки, толщиной 1 мм таких веществ непроницаемые для обыкновенного луча. Свет выходит из таких веществ поляризованным в одной плоскости и обычно бывает окрашен, из-за избирательного поглощения света с различной длинной волн. Явление поглощения обыкновенного луча и пропускание только необыкновенного луча называется дихроизмом.

№3.

Оптически активные вещества могут вращать плоскость поляризации по часовой стрелке – правовращающие (+), и против часовой стрелки – левовращающие (-).

левов.

β

правов.

Рис. 1.4.5.

Вращение плоскости поляризации связано с ассиметрией в структуре молекул. Так оптическая активность сахаров вызвана ассиметричным атомом углерода. Химические превращения, ведущие к нарушению этой ассиметрии, приводят к потере оптической активности.

Для чистого раствора вещества угол вращения плоскости поляризации β =α₀λс, где (рад м²/кг)

λ -толщина слоя,

α₀ - удельное вращение,

с – концентрация, в (г/см³)

Если с = 1 г/см³ , λ=1 дм, то д. = д.

Если концентрацию раствора выразить г/100 см³, то тогда

, - в дм

, если концентрация в г/1000см³ то тогда -в дм

Удельное вращение зависит от природы вещества, длины волны поляризованного света, температуры и природы растворителя. Зависимость удельного вращения от длины волн света называется вращательной дисперсией. С увеличением длин волн удельное вращение плоскости поляризации уменьшается.

С увеличением температуры – удельное вращение увеличивается, это зависимость обычно выражается степенным рядом.

Исходя из этого все исследования вращения плоскости поляризации должны проводится при определенных длинах волн и температурах.

В некоторых случаях соблюдаются, изменение удельного вращения плоскости поляризации во времени. Это явление называется мутаротацией и связано с переходом одной оптической формы в другую. Если концентрация левовращающего изомера равна концентрации правовращающего изомера, смесь называется рацематной. Иногда для оценки оптической активности вещества пользуются понятием молярной вращательной способностью

М - мольная масса (кмоль), (моль)

Концентрацию оптически активного вещества можно найти как расчетным методом, так и по градуировочному графику.

Расчетный метод.

Если удельное вращение плоскости поляризации есть величина постоянная, независящая от концентрации, то концентрацию вычисляют по формуле

, - в дм. С (г/100см³)

Метод градуировочного графика.

Метод используется, когда удельное вращение зависит от концентрации. Готовят ряд стандартных растворов оптически активного вещества. Измеряют угол вращения каждого раствора. Строят градуировочный график в координатах f(c).

По графику определяют концентрацию определяемого продукта.

С

Рис. 1.4.6.

Лекция № 10.

План:

1.Принципиальная схема поляриметра.

2.Различные виды поляриметров.

2.1.Поляриметры с бикварцевыми пластинками.

2.2.Поляриметры с одним и двумя дополнительными Никелями.

2.3.Клиновый поляриметр.

3.Поляриметр круговой СМ-2

4.Сахариметр универсальный СУ-3

№1

Угол вращения β измеряется с помощью поляриметров. Основной частью поляриметра являются поляризатор и анализатор.

В качестве поляризатора и анализатора обычно используют призмы Никеля. С помощью поляризатора получают поляризованный свет. Анализатор позволяет измерить угол поворота плоскости поляризации.

Монохроматический свет, прошедший через Николь 1, станет монохроматическим плоскополяризованным светом. Если на пути такого света поставить второй Николь 2 в таком положении, что плоскость, в которой этот Николь поляризует свет, совпадет с такой же плоскостью первого Николя, то свет пройдет и через второй Николь.

свет

Рис. 1.4.7.

Если второй Николь повернуть на 90⁰ , то плоскости, в которых оба Николя поляризуют свет, станут перпендикулярными друг к другу, и свет, поляризованный первым Николем, через другой Николь уже не пройдет.

Такое скрещенное положение соответствует установке Николей «на темноту».

темнота

Рис. 1.4.8.

Если между скрещенными Николями поставить кювету с раствором, содержащим оптически активное вещество, то плоскость, в которой первый Николь поляризовал свет, будет повернута на определенный угол. При этом во втором Николе появится свет.

Для того, чтобы этот свет был опять погашен, нужно повернуть второй Николь на тот же угол, на который оказалась повернутой в результате прохождения через оптически активное вещество плоскость поляризации света.

Угол поворота анализатора будет равен углу поворота плоскости поляризации плоскополяризованного света, при прохождении его через раствор.

некоторое освещение

Рис. 1.4.9.

Первый, установленный неподвижно Николь, называется поляризатором, а второй – анализатором.

Однако такая простая схема не обеспечивает в силу особенностей человеческого зрения достаточной точности измерений. Поэтому оптическое устройство современных поляриметров сложнее.

№2

Недостатком в принципиальной схеме поляриметра является трудность определения момента полного затемнения, который наступает постепенно и довольно медленно. Этот недостаток можно устранить.