15. Устройство клиновых поляриметров.

В современных поляриметрах вместо вращения анализатора при установке его на темноту применяют специальные компенсаторы клиновой конструкции (рис. 1).

2 3 4 5 6

Рис. 1. Схема поляриметра с клиновым компенсатором; 1 - поляризатор; 2 -поляриметрическая трубка; 3 - плоскопараллельный компенсатор, 4,5 – клиновый компенсатор; 6 - анализатор

Простейший клиновой компенсатор (рис.2) состоит из плоскопараллельной пластинки, правовращающего кварца и двух клинообразных пластинок левовращающего кварца, которые могут скользить относительно друг друга. В положении (а) толщина левовравращающего кварца d_л, равна толщине правовращающего d_n , и пла­стинки не вращают пл-сть поляризации. В положении (б) толшина левовращающей пластинки будет меньше (d_л < d_п), а в положении (в) d_л > d_п и преобладает правое (при d_л < d_n) или левое (d_л> d_п) вращение.

Интенсивность вращения пл-сти поляризации исследуемого оптически активного вещества зависит от разности d_л- d_n или d_n – d_л при установке прибора «на темноту». Преимущество клиновых поляризаторов состоит в повышении точности отсчетов, т.к. измерить толщину пластинки при изменении положения клина можно точнее, чем , угол поворота анализатора.

а б в

16. Применение поляриметрии и спектрополяриметрии.

Кроме применения поляриметрии как м-да исследования строения химических соединений, этот м-д достаточно широко используется в промышленности. В сахарной промышленности его применяют для контроля конц-ции сахарных р-ров на различных стадиях производства этого продукта. В сахарной промышленности он, совместно с рефрактометрическим м-дом, используется для идентификации масел, т.к. некоторые из них, имея одинаковые n_D²⁰, резко отличаются по ^t_. Например,

n_D²⁰ ^t_

мятное масло 1,486 -34⁰

укропное масло 1,486 +170⁰

В лакокрасочной промышленности м-д используется для контроля состава сырья и р-рителей.

В фармацевтической промышленности поляриметрия используется для идентификации некоторых лекарственных средств. Так, камфора, выделенная из камфорного базилика, дает в спирте правовращающий р-р с []²⁰_D= +8,6°, а камфора, выделенная из полыни левовращающий р-р с []²⁰_D=-8,6°; синтетическая камфора оптически неактина. Все эти формы различаются и физиологическим действием.

17. Физ. Основы нефелометрии и турбидиметрии. Рассеяние и поглощение света.

Нефелометрический и турбидиметрический м-ды анализа ос­нованы на явлении рассеянии или поглощения света твердыми или коллоидными частицами, находящимися в жидкой фазе во взвешен­ном состоянии.

Если световой поток интенсивностью Iо падает на кювету с р-ром, то часть этого потока I_k отражается от стенок кюветы и по­верхности р-ра, часть его I_а поглощается молекулами вещества, I содержащегося в р-ре, и расходуется на изменение электронной и вращательной энергии этих молекул, часть энергии I_а, поглощается молекулами самого р-рителя.

Если свет с интенсивностью I₀ проходит через дисперсную сис­тему (эмульсию, суспензию), то к оптическим явлениям, перечислен­ным выше, добавляется рассеяние и поглощение света дисперсными частицами (рис. 1). В направлении, перпендикулярном к падающему свету, будет наблюдаться рассеянный световой поток с интенсивностью I_r; в направлении, совпадающем с направлением падающего светового потока, за кюветой с исследуемым р-ром — ослабленный световой поток с интенсивностью I_t.

М-д анализа, основанный на, измерении интенсивности светового потока, рассеянного дисперсными частицами, находящимися в р-ре во извещенном состоянии, называется фотонефелометрией.

М-д анализа, основанный на измерении интенсивности светового потока, прошедшего через р-р, содержащий взвешенные частицы, называется турбидиметрией. Для системы, содержащей, взвешенные частицы, на основании закона сохранения энергии можно, записать:

I₀= I_k+ I_a+ I_a^/ +I_r+ I_t (1)

При работе на протяжении всего исследования с р-рами, одного и того же вещества в одном и том же р-рителе с использованием одной и той же кюветы, когда I_k, I _а, I_а^/ можно считать постоянными. Это уравнение примет вид

I₀= I_r+ I_t (2)

Интенсивность потока I_r рассеиваемого частицами определяется уравнением Релея:

I_r= I₀(n₁²-n²)/n²) ( NV²/⁴r²) (l+cos²)] (3)

I₀ -интенсивность светового потока, падающего на кювету; n₁ и n-коэффициенты преломления частиц и среды, N-общее число частиц, V-объем частицы; -длина волны падающего света; r- растояние до наблюдателя; -угол образованный падающим и рассеянным светом.

Рассеяние света дисперсными частицами определяется природой частицы и среды, в которой они находятся (коэффициенты преломления, длиной волны падающего света, геометрическими размерамии частиц V их количеством N, условиями наблюдения рассеяния r и .

При нефелометрических исследованиях величины n₁,n r и  остаются постоянными, и уравнение Редея может быть написано в виде

I_r= I₀k(NV²/⁴) (4)

k- коэффициент пропорциональности, учитывающий природу частицы и условия проведения анализа. Из уравнения следует, что интенсивность рассеянного потока пропорциональна числу дисперсных частиц. На интенсивность рассеянного о потока влияют не только количество, но и размеры частиц, что усложняет проведение нефелометрического анализа. Интенсивность рассеянного света быстро возрастает с уменьшением длины волны, если анализируемую суспензию осветить белым светом, то в результате значительно большего рассеяния коротких волн, рассеянный свет кажется голубым.

Если вести нефелометрические исследования так, чтобы объем частиц и длина волны были постоянными, то

I_r = к С, (5)

т.е. интенсивность рассеянного светового потока прямо пропорциональна конц-ции суспензии.

При турбидиметрических измерениях интенсивность прошедшего светового потока может быть определена по уравнению:

Ig I₀/I_t = kCbd³/ d⁴ + ⁴, (6)

где I₀ - интенсивность падающего светового потока;

I_t - интенсивность светового потока, прошедшего через р-р; С - конц-ция поглощающих частиц в р-ре; b- толщина поглощающего слоя р-ра; d - средний размер поглощающих частиц; k и - константы, зависящие от природы суспензии и м-да измерения;  -длина волны.

При постоянных d, , k и d получаем

Ig I₀/I_t = kCb (7)

т.е. основное уравнение турбидиметрии имеет вид, аналогичный уравнению Бугера-Ламберта-Бера:

I_t = I₀ 10^-kbc, (8)

где k - молярный коэффициент мутности р-ра.