Поляриметрический метод анализа.

Принцип действия основан на зависимости угла вращения плоскости поляризации плоскополяризованного света от концентрации в растворе оптически-активных веществ (способных поворачивать плоскость поляризации, они отличаются неоднородностью кристаллической структуры – растворы сахара, масла, жиры).

Оптическая активность вещества определяется:

- удельное вращение плоскости по меридиану

- угол поворота плоскости по меридиану

- толщина слоя

С – концентрация оптически активного вещества

Естественный свет представляет собой колебательное движение фотонов, равномерное во всех направлениях.

Если пропустить такой свет через кристалл вещества (кварц, кальцит, исландский шпат), то световые колебания на выходе этих веществ совершаются в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Из исландского шпата изготавливают специальные призмы, которые поглощают одну из составляющих и пропускают свет с колебательными движениями в одной плоскости. Такой свет называется плоскополяризованным.

Чем больше повернута плоскость поляризации, тем больше освещенность.

П – поляризатор

А – анализатор.

П – подвижный компенсатор

М – основан на магнитно-оптическом эффекте Фарадея: некоторые прозрачные и полупрозрачные вещества способны поворачивать плоскость поляризации под действием внешнего магнитного поля. Угол поворота определяется формулой:

- магнитно-вращательная способность вещества

Н – напряженность магнитного поля

- длина пути света в метрах

- угол между направлением луча и силовых линий магнитного поля

Чтобы увеличить М делают многоходовым. На Ф получаем переменную составляющую. РД поворачивает ПК до достижения равновесия.

Рефрактометрический метод анализа.

Принцип действия основан на зависимости показателя преломления среды от ее состава.

«Рефрактус» – преломленный (лат.).

Явление преломления заключается в отклонении светового луча от первичного направления на границе раздела двух сред с различной плотностью, это обусловлено различием в скоростях распространения света.

- угол падения

- угол преломления

Различают абсолютный и относительный показатели преломления.

Абсолютный:

;

В – вакуум, С – среда; т.к.

Относительный:

Показатель преломления зависит от температуры и длины волны света, поэтому пользуются монохроматическим излучением.

- линия D в спектре натрия или

Показатель преломления связан с плотностью вещества, причем эта функция: , гдеr – удельная рефракция.

молекулярная рефракция

М – молярная масса.

Определение R может осуществляться двумя методами:

1. Спектрометрический.

2. Метод полного внутреннего отражения.

Спектрометрический метод основан на измерении угла отклонения светового луча в стеклянных призмах, заполненных раствором.

Если Р и Э одинаковые по плотности, то луч проходит прямолинейно, не отклоняясь, если нет, то луч отклоняется.

Д – диафрагма.

П – зеркальная пластина, ее плотность зависит от угла поворота. Она разделяет луч – часть пропускает, а часть отражает. Она является обратным преобразователем и связана с РД.

РД поворачивает П до тех пор, пока освещенность обоих Ф не будет одинаковой.

Недостаток – невозможно анализировать непрозрачные растворы.

Для устранения этого недостатка применяют второй метод.

Метод полного внутреннего отражения.

Падающий и преломляемый лучи обратимы, т.е. их можно направить в обратную сторону.

- предельный угол падения, т.е преломление идет по границе раздела.

Если угол больше , то преломленный луч возвратится в ту же среду. Это и есть полное внутреннее отражение.

В качестве среды с высоким n используют кварцевые призмы.

Преломленный луч может менять свой угол, а отраженный – нет.

Ф₂ – подвижный фотоэлемент

Ф₁ – неподвижный фотоэлемент

Ф должны быть освещены одним образом.

КП – кварцевая измерительная призма