Поляриметры

3-10-2017, 19:50

В агрохимической практике применяют различные типы простых поляриметров (круговые типа СМ-2, портативный П-161.V, сахариметр С4-3, поляриметр-глюкозиметр ПГ и др.), а также высокопроизводительные автоматические поляриметры универсального назначения.
Поляриметры простейшего типа состоят из поляризатора, круглой кюветы (трубки) для анализируемого раствора и анализатора. Если между поляризатором и анализатором, установленным на темноту, поместить кювету с оптически активным раствором, то в поле зрения появится некоторое просветление, связанное с тем, что оптически активное вещество раствора поворачивает плоскость поляризованного света и определенная его часть проходит через анализатор, причем с повышением концентрации данного вещества в растворе степень просветления поля зрения окуляра увеличивается. Чтобы найти угол вращения плоскости поляризации света веществом, необходимо снова, поворачивая анализатор, достичь темноты и по шкале прибора сделать отсчет.
Более удобны в обращении полутеневые поляриметры, в которых угол вращения плоскости поляризации веществом определяют по достижении в поле зрения хорошей контрастности двух полутеней. К таким приборам относится поляриметр-глюкозиметр ПГ и др.
Поляриметр типа ПГ (рис. 28), как и всякий поляризационный прибор, состоит из поляризатора 1, состоящего из двух призм Николя, анализатора 2, кюветной камеры с кюветой 3 и устройства для взятия отсчета угла поляризации 4. Оптическая схема прибора приведена на рисунке 29.

Свет от источника, пройдя отверстие диафрагмы 4 и конденсорную линзу 5, попадает на поляризатор 1. Часть света, поляризованного в определенной плоскости, попадает затем в измерительную кювету 3, наполненную оптически активным веществом, и в анализатор 2. Другая же часть света, прежде чем попасть в эту трубку, проходит малую призму - николь 6, вследствие чего плоскость поляризации его несколько изменяется. Таким образом, если анализатор установлен на полное затемнение одного из световых пучков, то другой пучок будет им отчасти пропускаться. Поле зрения, ограниченное диафрагмой 7, разделяется вследствие этого на две половины, линией раздела которых является ребро малой призмы.
Прибор устанавливается на равное освещение полей при отсутствии вещества в трубке 3, а затем после заполнения трубки - оптически активным веществом. Плоскость колебаний светового вектора в пучках, освещающих обе половины поля зрения, повернется на угол ?.
Анализатор 2, находящийся в передней части прибора, можно поворачивать на произвольный угол. Отсчеты углов осуществляют при помощи лупы по двум нониусам, находящимся на концах одного из диаметров круга 4 с делениями, связанного с анализатором (точность его до сотых долей градуса). Находящуюся между анализатором и поляризатором круглую кювету помещают в особой камере.
Источник света при работе с полутеневым поляриметром должен быть монохроматическим. В противном случае помещают светофильтр, пропускающий свет только в узком интервале длин волн.
Ход измерения. Вынув кювету, перед прибором помещают источник света и устанавливают окуляр так, чтобы ясно видеть линию раздела поля зрения; затем приводят анализатор в нулевое положение, при котором обе половины поля зрения имеют одинаковое затемнение.
Сделав в таком положении анализатора отсчет на круге, поворачивают анализатор рукояткой 5 немного в сторону, вновь приводят его в нулевое положение и делают новый отсчет на круге. Эту операцию повторяют несколько раз, после чего находят среднее нулевое положение анализатора на круге.
Затем в кюветную камеру помещают кювету с исследуемым раствором и, поворачивая анализатор, добиваются вновь одноцветности обеих половин поля зрения. Эту операцию также повторяют несколько раз, отводя анализатор в сторону и приводя его снова в равновесное положение. Взяв среднее значение из отсчетов, по разнице результатов второго и первого (холостого), если он не был равен «0», измерений находят угол отклонения веществом плоскости поляризованного света. Зная угол отклонения, находят концентрацию вещества в растворе, выраженную в массовых процентах.
Например, при длине кюветы 2 дм раствор глюкозы показал угол вращения, равный 9,2°. По таблице находят, что удельный угол вращения глюкозы при температуре 20°С равен 52°. По приведенной выше формуле находят, что концентрация глюкозы равна 8,84%.
Автоматические поляриметры позволяют с высокой точностью определять концентрацию небольших количеств сильно разбавленных и концентрированных растворов сахаров, органических кислот, белков, жиров и других оптически активных веществ.