II. Работа студентов во время практического занятия.
Задание 1.
Получить допуск к занятию. Для этого необходимо:
– иметь конспект в рабочей тетради, содержащий название работы, основные теоретические понятия изучаемой темы, задачи эксперимента, таблицу по образцу для внесения экспериментальных результатов;
– успешно пройти контроль по методике проведения эксперимента;
– получить у преподавателя разрешение выполнять экспериментальную часть работы.
Задание 2.
Выполнение лабораторной работы, обсуждение полученных результатов, оформление конспекта.
Приборы и принадлежности
1. Универсальный сахариметр СУ-4.
2. 3 трубки с растворами сахара различной концентрации на штативе.
В данной работе определяется процентное содержание сахара в растворе универсальным сахариметром СУ-4. Внешний вид прибора изображен на рис. 6.
Рис. 6. Внешний вид сахариметра СУ-4 (обозначения в тексте)
Он состоит из измерительной головки (1) с лупой в оправе (2) для расчета показаний по шкале, зрительной трубы (3) для наблюдения поля зрения. У нижней части измерительной головки находится винт кремальерной передачи (4) для перемещения подвижного кварцевого клина и связанной с ним шкалы. Камера (5) для поляриметрических трубок расположена на колонке (6), укрепленной на чугунном основании (7). Осветительный узел (8) имеет передвигающуюся рамку (9), в которой находится стеклянный светофильтр, матовое стекло и патрон с лампочкой (10). Электрическая лампочка подключается через понижающий трансформатор в сеть переменного тока. Оптическая схема сахариметра представлена на рис. 7.
Рис. 7. Оптическая схема сахариметра СУ-4 (обозначения в тексте)
Свет от электролампочки (1) проходит через матовое стекло (2). Вместо этого стекла можно поместить светофильтр (3). Далее свет проходит конденсорную линзу (4) и попадает в поляризатор (5) и выходит из него плоскополяризованным. На пути этого плоскополяризованного света при измерениях помещают трубку с исследуемым раствором. Подвижный кварцевый клин (6) и неподвижный кварцевый клин (7) образуют кварцевый компенсатор. Один из этих кварцевых клиньев правовращающий, а другой – левовращающий.
Когда в приборе нет трубки с раствором, то вращением винта кремальерной передачи можно расположить подвижный кварцевый клин так, что его толщина будет равна толщине неподвижного клина и вращение плоскости поляризации совершаемое одним клином, будет полностью компенсировано вторым. При этом обе половины поля зрения имеют одинаковую освещенность и нулевое деление нониуса совпадает с нулевым делением шкалы.
За кварцевым компенсатором установлен Николь–анализатор (8), зрительная труба, состоящая из объектива (9) и окуляра (10). При помощи трубы можно рассматривать в увеличенном виде поле зрения прибора и линию раздела этого поля. Свет от электролампочки (1) служит также для освещения шкалы (12) и нониуса (13), что достигается при помощи ограничительной призмы (11). Шкала рассматривается в лупу, состоящую из двух линз (14) и (15).
Если после установления шкалы на нуль при одинаковой освещенности половин полей зрения поместить в камеру прибора трубку с раствором сахара, то в результате вращения этим раствором плоскости поляризации, освещенность половин поля зрения изменится и будет неодинаковой.
Вращением винта кремальерной передачи можно добиться восстановления полной однородности поля зрения. Этим вращением мы изменяем толщину кварцевого клина. Угол поворота плоскости поляризации раствором полностью компенсируем поворотом на такой же угол, но в противоположном направлении за счет увеличения толщины кварцевого клина.
После такого восстановления полной однородности половин поля зрения по шкале с нониусом можно определить содержание сахара в растворе. Если на шкале наблюдается картина, изображенная на рис. 8, то в растворе содержится 11,8% сахарозы.
Рис. 8. Вид шкалы и нониуса в зрительном окне сахариметра