Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Оптическая активность.




Некоторые вещества, называемые оптически активными, обладают способностью вызывать вращение плоскости колебаний (а значит, и плоскости поляризации) проходящего через них плоскополяризованного света. При повороте плоскости колебаний по часовой стрелке, если смотреть на встречу лучу, вещество называют правовращающим, при повороте против часовой стрелки – левовращающим.

К оптически активным веществам относится ряд твердых тел (кварц, сахар и др.) и многие жидкости (скипидар, водный раствор сахара, углеводы, эфирные масла и др.) Многие оптически активные вещества существуют в двух разновидностях – правовращающей и левовращающей. Это явление вращения плоскости колебаний в основном обусловлено наличием определенной асимметрии в строении отдельных молекул среды и угол поворота φ прямо пропорционален числу этих молекул на пути луча. В кристаллах, например в кварце, оптическая активность обусловлена особенностями строения самого кристалла, а не составляющих его молекул. Так, в природе встречаются кристаллы кварца в двух модификациях – правые и левые кристаллы, являющиеся зеркальными изображениями один другого. Пластинки, вырезанные из одного из этих кристаллов, вращают плоскость колебаний вправо, а пластинки, вырезанные из другого, дают такое же вращение влево. Для четкого наблюдения этого явления плоскополяризованный луч должен входить в кристалл вдоль оптической оси.

Для твердых тел угол поворота φ плоскости колебаний поляризованного света пропорционален толщине l слоя вращающего вещества, сквозь который проходит свет:

φ=α·l , (2)

где α – удельное вращение, которое характеризует вращательную способность вещества.

Для растворов α равно отношению угла, на который поворачивается плоскость колебаний поляризованного света, проходящего сквозь слой раствора, к толщине слоя и концентрации раствора. Таким образом, в случае раствора этот угол пропорционален еще и концентрации c раствора:

φ=[α]·l·c (3)

В отличие от удельного вращения α кристаллов этот коэффициент для растворов обозначается через [α].

Удельное вращение зависит от длины волны света. Поэтому одно и то же активное вещество поворачивает плоскость колебаний волн различной длины на различные углы. Обычно φ возрастает с уменьшениемα. Это явление называется вращательной дисперсией.

Простейшая установка для измерения угла вращения плоскости колебаний состоит из источника монохроматического света S , поляризатора П, кюветы К с исследуемым веществом и анализатора А (рис. 5). Очевидно, что при скрещенных поляризаторе и анализаторе и отсутствии раствора свет будет полностью гаситься. Если кювету К наполнить раствором оптически активного вещества, то вследствие вращения плоскости колебаний наступит просветление поля зрения. Угол, на который нужно повернуть анализатор для полного затемнения, будет равен углу вращения плоскости колебаний вектора .

Явление вращения плоскости колебаний находит широкое применение в промышленности для измерения и контроля концентрации оптически активных растворов. Зная удельное вращение α данного вещества и длину трубки l, можно, измерив угол поворотаφ, определить по формуле (3) концентрацию раствора c. Приборы, служащие для исследования растворов (преимущественно сахарных), вызывающих вращение плоскости колебаний, носят название сахариметров.

В поляриметрах вращение анализатора измеряется в угловых градусах, а в сахариметрах – сразу указывается процентное содержание сахара в растворе.

Определение удельного вращения кварца с помощью поляриметра

 

Приборы и принадлежности: поляриметр, кварцевые пластинки.







Дата добавления: 2015-08-12; просмотров: 963. Нарушение авторских прав


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2020 год . (0.002 сек.) русская версия | украинская версия