TP N°4: Polarimetre de Laurent

Cuve contenant la solution active

Objectif : Déterminer une concentration à partir de la mesure de la déviation du plan de polarisation de la lumière dans une solution.

1. Substance active :

Une substance active fait tourner le plan de polarisation d'un faisceau de lumière polarisée rectilignement.

Substance active

Plan de polarisation Rotation du plan de polarisation d’un angle α

L'activité optique d'une substance est la manifestation à l'échelle macroscopique de la chiralité (c'est à dire de la dissymétrie) des molécules : la molécule n'est pas superposable à son image dans un miroir.

1.1. Mise en évidence :

 Réaliser le montage suivant :

Lampe Diaphragme Lentille Polariseur Analyseur

 Insérer une cuve remplie d’une solution concentrée de saccharose entre le polariseur et l’analyseur croisés.

1. Que constate-t-on

2. Dans quel sens faut-il tourner l’analyseur pour retrouver l’obscurité ? 3. Le saccharose utilisé est-il dextrogyre ou lévogyre ?

Si la rotation de l'analyseur a lieu vers la droite d'un observateur qui reçoit la lumière, la substance étudiée est dextrogyre.

Si la rotation de l'analyseur a lieu vers la gauche d'un observateur qui reçoit la lumière, la substance étudiée est lévogyre.

1.1. polarimètre de LAURENT (1872)

Polariseur Analyseur pouvant tourner Lame 1/2

onde devant un cercle gradué

S Substance active

Diaphragme

Collimateur Oculaire

 Allumer la lampe au sodium du polarimètre au moins 15 min avant d’effectuer les mesures.

 Remplir le tube de mesure avec la solution en laissant un ménisque déborder légèrement.

 Placer la lentille de verre sans faire de bulle.

 Refermer le tube de mesure en vissant le capuchon extérieur, l’essuyer et le placer dans le compartiment du polarimètre.

 Regarder dans l’oculaire et tourner le cadran mobile de manière à réaliser l’égalité d’éclaircissement (équipénombre) des 2 plages :

T STL SPCL

spécialité Substances optiquement actives

c

0 0,020 0,040 0,060 0,080 0,100 0,120 X

α (°)

faire tourner vers la droite

faire tourner vers la gauche équipénombre

Relever la valeur de l’angle

1.2. Identification du glucose Dextrogyre notée D(+) Glucose :

On dispose de deux solutions l’une contenant du D(+) glucose et l’autre de D(-) fructose.

1. Proposer un protocole pour les identifier.

2. Après l’avoir fait valider, le réaliser.

2. Détermination de la concentration d'une solution inconnue : 2.1. Loi de Biot (1812)

Pour une substance optiquement active en solution dans un solvant inactif, le pouvoir rotatoire produit par une longueur l de solution pour une radiation donnée est proportionnel à la concentration massique Cm de la solution, proportionnelle à la longueur l traversée et proportionnelle au pouvoir rotatoire spécifique [α]s de la substance active dissoute.

Pouvoir rotatoire : α = [α]

Substance active [α]

(°.dm

.g

.cm

) à λ = 589,3 nm

Saccharose + 66,45

Fructose (ou lévulose) - 92,2

D Glucose (ou dextrose) + 52,7

2.2. Détermination du pouvoir rotatoire et de la concentration :

a) Pour chacune de ces solutions, déterminer α en remplissant des tubes de 20 cm.

b) Tracer la courbe d'étalonnage : α = f(c), en commençant à (0, 0) et en notant les barres d’incertitude.

•

Donner l'équation de la droite : α = a*c ainsi que le coefficient de corrélation.

•

En déduire :

- le pouvoir rotatoire spécifique du saccharose [α]

Préciser les unités choisies.

- La valeur trouvée coïncide-t-elle avec la valeur donnée dans les tables ?

- la concentration de la solution inconnue X. e t la précision relative :