mechanics.pl

Przeglądaj wersję html pliku:

aa412A

96-04-02 LABOLATORIUM Z FIZYKI

GRUPA 12

JACEK SZULC

TEMAT : Wyznaczanie stężenia roztworu cukru za pomocą
polarymetru półcieniowego .



1.WPROWADZENIE .

Niektóre ciała stałe i ciecze zwane optycznie czynnymi
wykazują właściwości skręcania płaszczyzny polaryzacji .
Należą do nich wodne roztwory niektórych związków
chemicznych , my w tym ćwiczeniu zajmowaliśmy się wodnym
roztworem cukru . Jeżeli skręcanie płaszczyzny polaryzacji
zachodzi w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara , to
ciało jest prawoskrętne , a jeżeli w przeciwnym to ciało
nazywa się lewoskrętnym . My do pomiarów używamy polarymetru
półcieniowego , a w nim po obrocie nikola o kąt równy
kątowi skręcenia płaszczyzny polaryzacji , światło zostaje
wygaszone , gdyż płaszczyzna drgań wektora świetlnego jest
znowu prostopadła do płaszczyzny przecięcia głównego
analizatora .

2.METODA POMIAROWA .

Kąt skręcenia płaszczyzny polaryzacji światła liniowo
spolaryzowanego przez wodny roztwór cukru jest proporcjonalny do
stężenia roztworu :

( = (o d c

gdzie :

(o - zdolność skręcająca właściwa roztworu .

d - długość rurki pomiarowej .

c - stężenie roztworu cukru .

Przy użyciu polarymetru półcieniowego mierzymy kąty ( i (x
skręcenia płaszczyzny polaryzacji światła przez roztwory cukru
o stężeniach c i cx (znanym i nieznanym ) stężenie
nieznanego roztworu liczymy z zależności :

cx = (x/( *c

Wartości kątów skręcenia polaryzacji odczytujemy z przyrządu
a następnie wyznaczając ich wartości średnie obliczamy
wartość kąta skręcenia :



Policzymy także zdolność skręcającą właściwą dla wodnego
roztworu cukru z zależności :



gdzie :

c - gęstość roztworu cukru .

d - długość naczynia z badaną cieczą .

3.WYNIKI POMIARÓW .

WYNIKI DLA BADANEGO ROZTWORU CUKRU O STĘŻENIU

C = 0,523 g/L

Nr. (1 (1s (2 (2s ( (( d [cm] (o ((o

1. 0

48,45







2. 0,01

48,5







3. 0 0,008 48,45 48,45 48,442 0,127 20,5 4,515 0,012

4. 0,01

48,5







5. 0,02

48,35









WYNIKI DLA ROZTWORU O NIEZNANYM STĘŻENIU :

Nr. (1 (1s (2 (2s (x ((x c [kg/L] cx (cx

1. 0

26,95







2. 0,01

27 26,95

0,074

0,291

3. 0 0,004 26,95

26,946

0,523

0,021

4. 0

26,95







5. 0,01

26,9









4.OBLICZENIA .

Dla rozrworu sporządzonego przez nas :

wartość kąta skręcenia płaszczyzny polaryzacji :



zdolność skręcająca właściwa dla roztworu cukru :





Dla roztworu o stężeniu nieznanym :

wartość kąta skręcenia płaszczyzny polaryzacji :

(x = 26,946

stężenie badanego roztworu :



4.ANALIZA BŁĘDU .

Zadaniem naszym było oszacować błędy następujących wartości
:

kątów skręcenia pł . polaryzacji .

zdolności skręcającej .

stężenia badanego roztworu

Obliczam niepewności poszczególnych pomiarów :



Rozrzuty wartości średnich odpowiednio wynoszą :



Obliczam dla 99% i 5 pomiarów t = 4,6 , a niepewność
odczytu wynosi :



tak więc :



więc nipewność kąta skręcenia polaryzacji :



Wartość nipewności pomiaru zdolności skręcającej właściwej
policzymy wykorzystując prawo przenoszenia odchyleń standartowych
:



Niepewność odczytu stężenia roztworu policzymy także
wykorzystując prawo przenoszenia odchyleń standartowych ,
obliczając najpierw analogicznie jak wyżej niepewność pomiaru
kąta skręcenia płaszczyzny polaryzacji która wynosi :

(( = 0,074

a szukana niepewność wynosi :



WYNIKI :

( = 48,442 ( 0,127

(x = 26,946 ( 0,074

(o = 4,515 ( 0,012

cx = 291 ( 21 g/L

5.WNIOSKI .

Ćwiczenie przebiegało sprawnie , bardzo dobrze można było
uchwycić moment przejścia plamki z jasnej na ciemną co
pozwoliło na precyzyjne odczytanie wartości z podziałki
miernika .