Esperienza n. 2:
Polarimetro di Laurent:
Misura della concentrazione di una sostanza otticamente attiva
Scopo
In questa esperienza si verifica il potere rotatorio di una sostanza otticamente attiva, quale la
soluzione in acqua del comune zucchero da cucina, e si misura la concentrazione della soluzione.
Materiale
Si utilizzano un polarimetro di Laurent con una lampada al sodio (lunghezza d’onda della luce
giallo-arancio del sodio: 589,3 nm) e un contenitore cilindrico in vetro con la soluzione zuccherina,
di lunghezza l = 100 mm, inseribile nel polarimetro tra la lente polarizzatrice e analizzatrice.
Procedimento e analisi dati
1) Accendere la lampada e attendere qualche minuto.
2) Prima di iniziare le misure, mettere a fuoco l’oculare e osservare la diversa illuminazione del
disegno a contrasto ruotando l’analizzatore. Cercare in particolare il punto di minima
illuminazione, detto di “penombra” o di “buio”.
3) Senza il contenitore con la soluzione, misurare l’angolo di riferimento αo, che viene preso
convenientemente al punto di “buio”. Utilizzando il nonio, si faccia la misura non al grado ma al
ventesimo di grado (0,05o). Ripetere la misura almeno 10 volte, avvicinandosi alla posizione
alternativamente nei due sensi di rotazione, e ottenere αo calcolando il valor medio e l’errore
statistico sul valor medio. Quest’ultimo è dato dalla quantità s/√n, dove s è la deviazione
standard e n il numero di misure.
4) Porre il tubicino con la soluzione nell’alloggiamento e verificare che la luce polarizzata è stata
ruotata dalla soluzione, non essendo più nella condizione di completo assorbimento.
Cercando sempre la posizione di “buio” utilizzata come riferimento, misurare la nuova
posizione angolare. Per la misura del nuovo angolo α procedere come al punto 3) facendo
almeno 20 misure.
5) Riportare i dati per α su un istogramma di frequenza. (Valutare con un test del χ2 se la
distribuzione di frequenze di α è compatibile con una distribuzione gaussiana.)
6) Calcolare l’angolo di rotazione αR = α - αo e il suo errore statistico, tramite propagazione
gaussiana degli errori su α e αo.
7) L’angolo di rotazione del piano di polarizzazione è dato dalla formula αR = C·k·l , dove C è la
concentrazione della soluzione e k è il potere rotatorio della soluzione. Avendo misurato αR e
conoscendo la lunghezza del tubicino di vetro, valutare la quantità C·k e il relativo errore.
