I. OBJECTIFS :
Réaliser des mesures précises de l’angle de rotation du plan de polarisation.
Connaître le fonctionnement d’un polarimètre de Laurent.
Vérifier la proportionnalité entre l’angle de rotation du plan de polarisation et la concentration de la substance optiquement active.
Retrouver par extrapolation la concentration d’une solution inconnue.
Utiliser la loi de Biot pour déterminer par le calcul le pouvoir rotatoire spécifique de substances optiquement actives et comparer les valeurs obtenus à celles des tables ;
II. PRINCIPE :
Vous allez utiliser un polarimètre possédant 2 types de cellules tubulaires dont les longueurs sont 1 et 2 dm (voir figure 1).
Dans le polarimètre, la lumière jaune de la raie D du sodium est acheminée vers un premier polariseur avant de passer dans la cellule. En traversant la solution contenue dans la cellule, le plan de vibration de la lumière a tourné d’un certain angle. Le
deuxième polariseur, monté sur un disque gradué en degré, est situé à la sortie de la cellule et sert d’analyseur pour mesurer l’angle dont a tourné le plan de vibration de la lumière.
L’oculaire de visée est muni d’un système de deux prismes
permettant de discerner l’extinction de la lumière par comparaison de l’intensité de deux plages.
En regardant l’oculaire, on voit deux demi-cercles.
Quand on tourne l’analyseur, d’abord une des moitiés (a) ensuite l’autre (c) deviennent très sombres. Pour obtenir l’extinction, il faut que les deux plages aient la même intensité (b) (voir figure 2).
Il suffit de lire l’angle de rotation sur la graduation (vernier droit) et attribuer à lr signe + si la rotation a eu lieu dans le sens des aiguilles d’une montre ou le signe – si la rotation a eu lieu dans le sens contraire des aiguilles d’une montre.
III. INFLUENCE DE LA CONCENTRATION :
A) Manipulation :
Allumer la lampe du polarimètre (elle doit chauffer au moins 10 minutes).
Vérifier le zéro cellule vide.
Vous allez utiliser la cellule de longueur 2 dm : vous la rincerez s’abord avec un peu de la solution active puis vous la remplirez de cette même solution : enfin, vous la placerez dans le polarimètre.
La cellule doit être remplie complètement de solution et les fenêtres doivent êtres très propres.
Vous allez utiliser des solutions de saccharose de différentes concentrations par valeurs croissantes.
Pour chacune des solutions dont vous disposez, mesurer l’angle de rotation .
Ne pas jeter les solutions et les replacer dans les flacons à chaque fois en faisant attention de ne pas mélanger les solutions.
Concentration massique (g.L-1) 25 50 100 150 200 X
(°)
Mesurer l’angle pour la solution de concentration inconnue X
B) Exploitation :
1) Tracer la courbe représentative des variations de en fonction de la concentration massique en saccharose en précisant l’échelle utilisée sur une feuille de papier millimétré à coller au dos.
2) Calculer le coefficient directeur de la droite et en déduire le pouvoir rotatoire spécifique du saccharose.
3) Comparer la valeur obtenue avec celle donnée par les tables : []20D = 66,5 °.mL.g-1.dm-1 4) Déterminer graphiquement la concentration inconnue de la solution X.
IV. ETUDES D’AUTRES SUBSTANCES :
Pour chacune des solutions, faire 2 mesures : l’une avec la cellule de 1 dm de long et l’autre avec celle de 2 dm de long.
1) Une fois les mesures terminées, calculer le pouvoir rotatoire de la substance dissoute en utilisant la loi de Biot. Ecrire vos calculs sur la feuille.
2) Calculer l’écart relatif entre la valeur obtenue et celle des tables.
Nom
SolvantConcentration massique C
(g.L-1)
Longueur cellule l
(dm)
(°)
[]20D mesuré (°.mL.g-1.dm-1)
[]20D
tables Précision %
D-
maltose Eau 40 l = 1
l = 2
125
L-
menthol Ethanol 100
l = 1 l = 2
-50
D-xylose Eau 50
l = 1 l = 2
18,6
L-cystine chlorhydrique Acide
à 1 mol.L-1 50
l = 1 l = 2
-223,4
