8.6.1 Определение концентрации вещества методом

круговой поляриметрии

Вращение плоскости поляризации растворами сахаров было положено в основу определения их содержания в растворах. Эта методика имеет промышленное значение и гостирована как метрологическая. При определении концентрации раствора используют формулу Био – связь угла вращения плоскости поляризации света с толщиной слоя и концентрацией раствора.

(8.26)

где – удельное вращение плоскости поляризации; – угол вращения плоскости поляризации, измеренный при данных условиях; l – толщина оптического слоя (длина кюветы) в дм; с – концентрация (титр) раствора в г/мл.

Величина зависит от целого ряда факторов, таких как природа вещества, температура среды, длина волны излучения. Поэтому при проведении измерений условия строго нормируются. Иногда для количественных расчетов применяют параметр Ф – молярное вращение плоскости поляризации, которое вычисляют по формуле 8.27.

(8.27)

где М – молярная масса вещества.

Измерения обычно выполняют с использованием монохроматического источника света при термостатировании измерительной ячейки. Запись обозначает, что измерение удельного вращения было выполнено для D – линии излучения натрия (желтый луч с длиной волны = 589,3 нм) при температуре 20 . Зависимость величины угла удельного вращения от длины волны аналогична таковой для показателя преломления n. Эту зависимость называют ДОВ или дисперсией оптического вращения. Установлено, что в изотермических условиях при постоянных значениях концентрации раствора с и длины кюветы l величина возрастает с уменьшением длины волны. В области полосы, отвечающей максимальному поглощению света, значение также достигает максимума, а затем быстро падает, и вновь медленно возрастает. Это явление получило название эффекта Коттона. Вид зависимости для эффекта Коттона показан на рисунке 8.44

Рисунок 8.44. Вид графической зависимости угла вращения плоскости

поляризации при эффекте Коттона.

Величина получила название амплитуды диссперсии, а расстояние по оси длин волн от проекции максимума до проекции минимума b – шириной эффекта Коттона. Точка пересечения графика с осью длин волн соответствует значению = 0. Длина волны, при которой не наблюдается вращение плоскости поляризации, т.е. выполняется условие = 0, называется длиной волны нулевого вращения.

Особенностью право- (R) и левовращающих (L) изомеров является различие в значениях их показателей преломления и , а также коэффициентов поглощения и . Разность молярных показателей поглощения называется круговым дихроизмом и определяется как

(8.28)