Лабораторные работы / Отчеты - Бакулина - 2000 / Лаба 5

Лабораторная работа 5.5

«Определение удельного вращения и концентрации раствора сахара поляриметром»

Выполнила студентка группы О-23 Бакулина Мария

Проверил профессор Горев В. В.

Цель работы: экспериментальное определение удельного вращения и концентрации раствора сахара с помощью поляриметра модели СМ.

Схема поляриметра:

2

5

8

140

9

120

1

3

4

6

7

100

110

130

1 – источник света; 2 – осветительная линза (конденсор); 3 – поляризатор (поляроид); 4 – оранжевое стекло; 5 – шторка; 6 – трубка с раствором; 7 – анализатор (поляроид); 8 – лимб в градусах; 9 – нониус; 10 – зрительная труба; 11 – муфта; 12 – отсчётные лупы; 13 – фрикцион для плавного вращения анализатора; 14 – полутеневое устройство.

Расчётные формулы:

удельное вращение

α=(φ/C) ∙ 100/l,

где φ – угол оптического вращения, С – концентрация раствора, l - длина кюветы с сахаром. l=

1. Определение удельного вращения сахара графическим способом.

Результаты измерений:

2. Обработка результатов измерений.

1) Доверительные интервалы углов вращения плоскости поляризации для угла φ₀:

а) среднеквадратичная погрешность

Sφ₀=√∑(Δφ_0i)²/(5 ∙ 4)

Sφ₀=0,004

б) границы доверительного интервала

Δφ₀=t_0,9(5) ∙ Sφ₀=[ t_0,9(5)=2,1]=0,0084

φ₀=φ₀±Δφ₀=(-0,4000 ± 0,0084)^o

2) Доверительные интервалы углов вращения плоскости поляризации для известных концентраций:

а) среднеквадратичные погрешности

Sφ_1;2;3=√[∑(Δφ_1;2;3i)²/(5 ∙ 4)]

Sφ₁=0,0265 Sφ₂=0,0271 Sφ₃=0,022

б) границы доверительного интервала

Δφ_1;2;3=t_0,9(5) ∙ Sφ_1;2;3=[ t_0,9(5)=2,1]=...

Δφ₁=0,057 Δφ₂=0,056 Δφ₃=0,0462

3) Расчёт углов вращения и границы доверительного интервала для каждой известной концентрации:

φ_{1 вр.}=φ₁-φ₀=4,4 δ_{1 вр.} =√[(Δφ₁)²+(Δφ₀)²]/(φ₁-φ₀)²=0,013 Δφ_{1 вр.} = φ_{1 вр} ∙ δ_{1 вр.}=0,0576

φ_{2 вр.}=φ₁-φ₀=7,164 δ_{2 вр.} =√[(Δφ₂)²+(Δφ₀)²]/(φ₂-φ₀)²=0,008 Δφ_{2 вр.} = φ_{2 вр} ∙ δ_{2 вр.}=0,0563

φ_{3 вр.}=φ₁-φ₀=12,074 δ_{3 вр.} =√[(Δφ₃)²+(Δφ₀)²]/(φ₃-φ₀)²=0,004 Δφ_{3 вр.} = φ_{3 вр} ∙ δ_{3 вр.}=0,047

φ₁=φ₁±Δφ₁=(4,0040± 0,0576)^o

φ₂=φ₂±Δφ₂=(6,7680 ± 0,0563)^o

φ₃=φ₃±Δφ₃=(11,680 ± 0,047)^o

4) График зависимости φ от С:

(φ/C) =1,29756 (φ/C)₊=1,30277 (φ/C)_-=1,29234

5) Удельное вращение:

α=(φ/C) ∙ 100/l=

α₊=(φ/C)₊ ∙ 100/l=

α_-=(φ/C)_- ∙ 100/l=

6)Погрешность в определении α:

Δα=0,5(α₊-α_-)=

7) Расчёт неизвестной концентрации и её доверительного интервала:

С_х=(100 ∙ φ)/(α ∙ l)=

δ_Cx=√[(Δφ_x/φ_x)²+(Δα/α)²]=

ΔC_x=C_x ∙ δ_Cx=

C_x=C_x ± ΔC_x=( ),

что вполне сходится с графиком.

3