Оптическое вращение. Угол оптического вращения. Удельное оптическое вращение. Методика и условия определения

Показатель преломления (индекс рефракции). Абсолютный и относительный показатель преломления.

Показатель преломления nλ среды относительно воздуха равняется

отношению синуса угла падения луча света в воздухе к синусу угла преломления

луча света в данной среде.

# Абсолютным показателем преломления называют отношение скорости

распространения света в вакууме к скорости распространения света в испытуемом

веществе. Относительный показатель преломления – это отношение скорости

распространения света в воздухе к скорости распространения света в испытуемом

веществе. Если нет других указаний в частной статье, определение показателя

преломления проводят при температуре (20+0,5)оС при длине волны линии D

спектра натрия (λ=589,3 нм); показатель преломления, определенный в таких

условиях, обозначают индексом 20

D n.

# Показатель преломления зависит от температуры и длины волны света,

при которой проводят определение. В растворах показатель преломления зависит

также от концентрации вещества и природы растворителя.

# Определение показателя преломления применяется для установления

подлинности и чистоты вещества. Метод применяют также для определения

концентрации вещества в растворе, которую находят по графику зависимости

показателя преломления от концентрации.

В таком случае точность измерения

показателя преломления должна быть не ниже +2·10-4. На графике выбирают

интервал концентраций, в котором соблюдается линейная зависимость между

коэффициентом преломления и концентрацией. В этом интервале концентрацию

можно вычислить по формуле:

0,

F

X n n -

=

где:

Х - концентрация вещества врастворе;

n - показатель преломления раствора;

n 0 - показатель преломления растворителя при той же температуре;

F - фактор, равный величине прироста показателя преломления при увеличении

концентрации на 1% (устанавливается экспериментально).

Рефрактометры обычно определяют критический угол. В таких приборах

главной частью является призма с известным показателем преломления, которая

контактирует с анализируемой жидкостью.

Оптическое вращение – это свойство вещества вращать плоскость

поляризации поляризованного света.

Оптическое вращение считается положительным (+) для правовращающих

веществ (то есть тех, которые вращают плоскость поляризации по часовой стрелке)

и отрицательным (-) для левовращающих веществ.

Удельное оптическое вращение t

[ am ] l, выраженное в радианах (рад),

представляет собой вращение, вызванное слоем жидкости или раствора толщиной

1 метр, содержащим 1 килограмм оптически активного вещества в 1 метре

кубическом при прохождении через него поляризованного света с длиной волны λ

при температуре t. Для практических целей удельное оптическое вращение t

m l [ a ]

обычно выражают в миллирадианметрах квадратных на килограмм (мрад. м2. кг-1).

Угол оптического вращения жидких веществ представляет собой угол

вращения α плоскости поляризации, выраженный в градусах (о), при длине волны

линии D спектра натрия (λ = 589,3 нм), измеренный при температуре 20оС в

толщине слоя 1 дециметр. Для растворов способ приготовления указывают в

частной статье.

Удельное оптическое вращение [ a ]2 D 0 жидкости представляет собой угол

вращения α плоскости поляризации, выраженный в градусах (о), при длине волны

линии D спектра натрия (λ = 589,3 нм), измеренный при температуре 20оС,

рассчитанный для толщины слоя 1 дециметр испытуемого вещества и деленный на

плотность, выраженную в граммах на кубический сантиметр.

Удельное оптическое вращение [ a ]2 D 0 вещества в растворе представляет

собой угол вращения α плоскости поляризации, выраженный в градусах (о), при

длине волны линии D спектра натрия (λ = 589,3 нм), измеренный при температуре

20оС в растворе испытуемого вещества, и рассчитанный для слоя 1 дециметр в

пересчете на содержание 1 грамма вещества в 1 миллилитре раствора. Для

удельного вращения вещества в растворе всегда указывают используемый

растворитель и концентрацию раствора. Удельное оптическое вращение выражают

в градус-миллилитрах на дециметр-грамм [ (о). мл. дм-1. г-1 ].

Используемый поляриметр должен обеспечивать измерения с точностью до

0.01о. Шкалу обычно проверяют при помощи сертифицированных кварцевых

пластинок. Линейность шкалы может быть проверена при помощи растворов

сахарозы.

Методика. Определяют ноль поляриметра и угол вращения плоскости

поляризации при длине волны линии D спектра натрия (λ = 589.3 нм) при

температуре (20+0.5)оС. Измерения оптического вращения могут проводиться при

других температурах только в тех случаях, если в частной статье указан способ

учета температуры. Определяют ноль прибора с закрытой трубкой; для жидкостей –

с пустой трубкой; для растворов твердых веществ – с трубкой, заполненной

соответствующим растворителем. Проводят не менее 5 измерений и рассчитывают

среднее значение.

Удельное оптическое вращение вычисляют по формулам, обозначая правое

и левое вращение соответственно (+) и (-).
Для жидкостей:

Для веществ в растворе:

где:

с – концентрация вещества в растворе, в г/л.

Содержание с или с’ растворенного вещества, в г/л или процентах (м/м)

соответственно, рассчитывают по формулам:

,

с

где:

a – угол вращения, измеренный при температуре 20+0,5оС, в градусах;

l – длина поляриметрической трубки, в дециметрах;

p 20 – плотность при температуре 20оС, в граммах на кубический сантиметр. В

фармакопейном анализе плотность заменяют относительной плотностью.

24. Вязкость. Виды вязкости: динамическая, кинематическая, структурная, удельная, приведенная, характеристическая.

Вязкость (внутреннее трение) – свойство текучих тел оказывать

сопротивление передвижению одной их части относительно другой.

# Текучие тела могут иметь ньютоновский тип течения. Ньютоновскими

жидкостями называют системы, вязкость которых не зависит от напряжения сдвига

и является постоянной величиной в соответствии с законом Ньютона.

# Неньютоновские жидкости не попадают под действие закона Ньютона, так

как их вязкость зависит от напряжения сдвига.

# Для ньютоновских жидкостей различают динамическую, кинематическую,

относительную, удельную, приведенную и характеристическую вязкости. Для

неньютоновских жидкостей характерна, главным образом, структурная вязкость.

Динамическая вязкость или коэффициент вязкости η – это тангенциальная

сила, приходящаяся на единицу поверхности, которая также называется

напряжением сдвига t, выраженная в паскалях (Па), которую необходимо

приложить для того, чтобы переместить слой жидкости площадью 1 м2 со скоростью

(v) 1 метр в секунду (м.с-1), находящийся на расстоянии (х) 1 метр относительно

другого слоя, параллельно площади скольжения.

Единицей динамической вязкости является паскаль-секунда (Па.с). Чаще

всего используется дольная единица - миллипаскаль-секунда (мПа.с).

Кинематическая вязкость ν, выраженная в метрах квадратных в секунду

(м2.с-1), рассматривается как отношение величины динамической вязкости η к

плотности жидкости p, выраженной в килограммах на метр кубический (кг.м3),

измеренной при той же температуре: v = h: r.

Кинематическую вязкость обычно выражают в миллиметрах квадратных на

секунду (мм2.с-1).

# Структурная (эффективная или кажущаяся) вязкость – вязкость при

данном напряжении сдвига. В ряде случаев необходимо определить вязкость одной

жидкости относительно другой – относительную вязкость η отн.

# Часто используют удельную вязкость η уд, показывающую какой вклад в

вязкость раствора вносит присутствие в нем растворенного вещества:

Удельную вязкость, отнесенную к единице концентрации раствора,

называют приведенной вязкостью η прив:

# Для растворов полимеров вязкость является функцией молекулярных масс,

формы, размеров и гибкости макромолекул. Чтобы определить структурные

характеристики полимеров, приведенную вязкость экстраполируют к нулевой

концентрации. В таком случае вводится понятие характеристической вязкости [ η ]:

# Характеристическая вязкость выражается в единицах, обратных единицам

концентрации.

# Для определения вязкости ньютоновских жидкостей можно использовать

капилярный вискозиметр; для определения вязкости как ньютоновских, так и

неньютоновских жидкостей можно использовать ротационный вискозиметр.

25. Определение вязкости методами капиллярной и ротационной вискозиметрии.

Дата добавления: 2015-05-09