Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa

im. Prezydenta Stanisława Wojciechowskiego

w Kaliszu

Laboratorium z Analizy Chemicznej Wody i Ścieków

Polarymetria

Oznaczanie stężenia glukozy

Przygotowali:

i

1. Zarys teorii.

Polarymetria jest to instrumentalna metoda analityczna, w której wyznacza się aktywność optyczną badanych substancji dzięki pomiarom kąta skręcenia płaszczyzny polaryzacji światła spolaryzowanego. Pomiary polarymetryczne umożliwiają identyfikację substancji oraz określenie ich stężenia w roztworze. Polarymetria znajduje zastosowanie w przemyśle cukrowniczym.

Polarymetr jest to przyrząd do pomiaru kąta skręcenia płaszczyzny polaryzacji światła spolaryzowanego przez roztwór badanej substancji. Polarymetr składa się (w najprostszej wersji) ze źródła światła monochromatycznego, dwóch soczewek (polaroidów lub nicoli): polaryzatora i analizatora oraz rurki polarymetrycznej wypełnionej analizowanym roztworem, która znajduje się pomiędzy nimi. Kompensacja skręcenia płaszczyzny polaryzacji - dokonanego przez substancję w rurce - odbywa się poprzez obrót analizatora aż do przywrócenia pierwotnego natężenia światła, dzięki czemu wyznaczony zostaje kąt skręcenia.

Pryzmat Nicola, zwany nikolem, jest to prosty przyrząd optyczny, pryzmat polaryzujący światło, wykonany z odpowiednio doszlifowanego, rozciętego na dwa fragmenty, kryształu szpatu islandzkiego, sklejonego następnie balsamem kanadyjskim. Załamane w pierwszym krysztale światło dzieli się na dwa promienie: zwyczajny i nadzwyczajny (dwójłomność). Promień nadzwyczajny przenika do drugiego kryształu, a promień zwyczajny ulega całkowitemu wewnętrznemu odbiciu. Nazwa pryzmatu upamiętnia nazwisko wynalazcy, Williama Nicola (1768-1851), który w 1828 skonstruował przyrząd.

2. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest oznaczenie stężenia glukozy w próbce otrzymanej do badania.

3. Tabela.

Stężenie badanego roztworu [mol/dm^3]	Kąt skręcenia α		α średnie
		Pomiar I		Pomiar II
0,1	1,95	1,95	1,95
0,2	3,60	3,55	3,58
0,3	5,65	5,70	5,68
0,4	7,45	7,45	7,45
0,5	9,35	9,35	9,35
0,6	11,25	11,20	11,23
0,8	15,00	15,00	15,00
CX	4,45	4,45	4,45

5. Obliczenia.

1. Obliczenie skręcalności właściwej roztworu glukozy.

α₀ - skręcalność właściwa

L - długość drogi światła w roztworze [dm³]

c - stężenie roztworu [mol/dm³]

Po przekształceniu otrzymujemy:

Dla roztworu o stężeniu 0,1mol/dm³.

α₀ = 10,26

Dla roztworu o stężeniu 0,2mol/dm³.

α₀ = 9,42

Dla roztworu o stężeniu 0,3mol/dm³.

α₀ = 9,96

Dla roztworu o stężeniu 0,4mol/dm³.

α₀ = 9,80

Dla roztworu o stężeniu 0,5mol/dm³.

α₀ = 9,84

Dla roztworu o stężeniu 0,6mol/dm³.

α₀ = 9,85

Dla roztworu o stężeniu 0,8mol/dm³.

α₀ = 9,87

Dla próbki wody otrzymanej do analizy.

α₀ = 9,76

2. Obliczenie wartości błędu bezwzględnego dla wyznaczonego c glukozy.

ΔB = |W_T - W_D|

W_T - zawartość teoretyczna

W_D - zawartość doświadczalna

W_T = 0,24mol/dm³

W_D = 0,24mol/dm³

ΔB = |0,24mol/dm³ - 0,24mol/dm³|

ΔB = 0mol/dm³

3. Obliczenie wartości błędu względnego dla wyznaczonego c glukozy.

ΔB - błąd względny

W_T - zawartość teoretyczna

ΔB = 0mol/dm³

W_T = 0,24mol/dm³

ΔW = 0%

7. Wnioski.

Z wykresu zależności kąta skręcania płaszczyzny polaryzacji od stężenia badanego roztworu wynika, że stężenie glukozy w roztworze otrzymanym do analizy wynosi 0,24mol/dm³, co jest równe wartości teoretycznej.

Wykres ma charakter liniowy, co świadczy o zależności liniowej kąta skręcania płaszczyzny od stężenia roztworu. Kąt ten rośnie wraz ze wzrostem stężenia glukozy w roztworze. Wartość skręcalności właściwej jest wprost proporcjonalny do kąta skręcalności płaszczyzny polaryzacji i odwrotnie proporcjonalny do stężenia glukozy.

Skręcalność właściwa glukozy jest w miarę równy, występują tylko niewielkie odchylenia od pewnej wartości, ponieważ teoretycznie jest to wartość stała i charakterystyczna dla danej substancji.

Wartość błędu bezwzględnego i względnego wynosi odpowiednio 0mol/dm³ oraz 0%.

2

---