3B Scientific Polarimeter with 4 LEDs User Manual [en, de, es, fr, it]

3B SCIENTIFIC® PHYSICS

Polarimeter mit 4 LED U8761161

Bedienungsanleitung

06/08 THL/ALF

1 Feststehender Zeiger
2 Analysator
3 Sichtöffnung
4 Messkammer mit Messzylinder

und Polarisator
5 LED-Umschalter
6 Steckernetzgerät

1. Sicherheitsninweise

• Direktes Hineinblicken in die geöffnete Mess-

kammer auf die hell leuchtenden LED’s vermei­den.

• Das Gerät nur mit dem zugehörigen Steckernetz-

gerät 12V DC betreiben.

• Bei sichtbaren äußeren Schäden des Netzgerätes

oder des Polarimeters ist ein weiterer Betrieb
unzulässig.

2. Beschreibung

Das Polarimeter mit 4 LED dient zur Bestimmung des
Drehwinkels und der Drehrichtung von polarisiertem
Licht durch eine optisch aktive Substanz in Abhän­gigkeit der Wellenlänge, der Probendicke und der
Probenkonzentration.

Das Polarimeter ist mit einer Beleuchtungseinrich­tung aus vier monochromatischen Leuchtdioden
bestückt. Das von der eingeschalteten Leuchtdiode
ausgehende Licht wird von einem Polarisator, der
sich unter der Aufnahme für den Messzylinder in der
Messkammer befindet, linear polarisiert.

1

Im Analysator befindet sich ein zweiter Polarisati­onsfilter, dessen Ausrichtung um 90° zum Polarisator
versetzt ist, wenn die Skala auf 0° (360°) ausgerichtet
ist. In dieser Position ist, ohne optisch aktive Sub­stanz in der Messkammer, ein Minimum der Leucht­stärke wahrnehmbar.

Eine optisch aktive Substanz im Messzylinder verän­dert rechts- oder linksdrehend die Polarisationsebe­ne, was sich durch Zunahme der Helligkeit äußert.
Durch Nachstellen des Analysators wird die Helligkeit
wieder minimiert. Unter dem feststehenden Zeiger
ist ein Winkelwert ablesbar, der dem Drehwinkel der
Polarisationsebene entspricht.

3. Lieferumfang

1 Polarimeter-Grundgerät
1 Analysatorscheibe
1 Messzylinder
1 Steckernetzgerät
1 US-Steckeradapter (nur bei U8761161-115)

4. Technische Daten

Wellenlängen: 630 nm (rot)
580 nm (gelb)
525 nm (grün)
468 nm (blau)

Abmessungen: ca. 110 x 190 x 320 mm³
Masse: ca. 1 kg
Das Polarimeter U8761161-115 ist für eine Netzspan-

nung von 115 V (±10 %) ausgelegt, U8761161-230 für
230 V (±10 %).

5. Bedienung

• Analysatorscheibe von der Messkammer abneh-

men.

• Messzylinder heraus nehmen und mit der Probe-

flüssigkeit befüllen. Danach unbedingt den Mess­zylinder trocken wischen, so dass sich keine Flüs­sigkeitsrückstände außen am Messzylinder be­finden.

• Den Messzylinder in die Messkammer stellen.

Dabei darauf achten, dass keine Flüssigkeit ver­schüttet wird und in die Messkammer gelangt.

• Analysatorscheibe wieder aufsetzen und so dre-

hen, dass der Zeiger auf der 360°-Position steht.

• Stromversorgung über Steckernetzgerät herstel-

len.

• Lichtwellenlänge durch Verschieben des LED-

Umschalters wählen.

Die Messung des Polarisationswinkels der optisch
aktiven Substanz erfolgt durch feinfühliges Drehen
des Analysators unter Beobachtung des Leuchtpunk­tes durch die Sichtöffnung.

Der Einstellwert ist erreicht, wenn die Helligkeit ein
Minimum erreicht hat.

Rechtsdrehend ist eine Substanz, die das polarisierte
Licht im Uhrzeigersinn dreht. Zur Kennzeichnung der
optischen Aktivität solcher Substanzen benutzt man
das Zeichen (+). Die Differenz aus 360° und dem
ablesbaren Winkel entspricht dem Drehwinkel der
Polarisationsebene.

Fig.1 Beispiel für eine rechtsdrehende Substanz (+6°)

Linksdrehend ist eine Substanz, die das polarisierte
Licht gegen den Uhrzeigersinn dreht. Zur Kennzeich­nung der optischen Aktivität solcher Substanzen
benutzt man das Zeichen (-). Der Winkel einer links­drehenden Substanz wird direkt abgelesen

Fig.2 Beispiel für eine linksdrehende Substanz (-6°)

6. Versuchsbeispiele

6.1 Messung der optischen Aktivität einer Saccha­roselösung in Abhängigkeit der Konzentrati­on, der Schichtdicke und der Farbe des Lichts

• Zuckerlösung (10 g in 100 ml) herstellen. Dazu

10 g Zucker abwiegen, in ca. 60 cm
Wasser auflösen und im Messzylinder auf 100

3

cm

auffüllen.

• Schichtdicke abmessen und Messzylinder in die

3

destilliertem

Messkammer einsetzen.

Hinweis:

100 ml Flüssigkeit im Messzylinder entsprechen einer
Schichtdicke von 1,9 dm, 75 ml – 1,43 dm, 50 ml –
0,96 dm und 25 ml – 0,44 dm.

• Drehwinkel für die verschiedenen LEDs messen.

2

•

α

Im nächsten Schritt bei gleicher Konzentration
Schichtdicke auf 1,43 dm (75 ml) verringern und
die Messung wiederholen.

• Weitere Messungen mit Schichtdicken von 0,96

dm (50 ml) und 0,44 dm (25 ml) durchführen.

• Anschließend Zuckerlösungen (20 g, 30 g und

40 g in 100 ml) herstellen und analog zur ersten
Messreihe Drehwinkel messen.

• Werte in einer Tabelle erfassen und den Dreh-

winkel in Abhängigkeit der Konzentration und
der Schichtdicke für jede Farbe grafisch darstel­len.

6.2 Bestimmung des spezifischen Drehwinkels
von Saccharose

Der spezifische Drehwinkel

[]

α ist eine Stoffkonstan-

te und ergibt sich aus folgender Gleichung bei be­kannter Wellenlänge des Lichts λ und Temperatur T:

[]

α

(1)

=α

λ

lcT⋅

α = gemessener Drehwinkel

c = Konzentration

l

= Schichtdicke der Lösung

c

des gelösten Stoffes

Literaturangaben beziehen sich meistens auf die
gelbe Natrium D-Linie (λ = 589 nm) und eine Tempe­ratur von 20 °C.

• Zuckerlösung (50 g in 100 ml) herstellen. Dazu

50 g Zucker abwiegen, in ca. 60 cm
Wasser auflösen und im Messzylinder auf 100

3

cm

auffüllen.

• Schichtdicke abmessen und Messzylinder in die

3

destilliertem

Messkammer einsetzen.

• Drehwinkel bei gelbem Licht bestimmen.

• Spezifischen Drehwinkel nach Gleichung 1 er-

rechnen und mit Literaturwert vergleichen.

20

Literaturwerte für spezifische Drehwinkel

[]

α

D

Saccharose +66,5°, D-Glucose +52,7°, D-Fructose

-92,4°. (Werte aus Aebi, Einführung in die praktische

Biochemie, Karger 1982)

6.3 Inversion von Saccharose

Mit Säure lässt sich Saccharose in D-Glucose und D­Fructose spalten, dabei werden beide Bestandteile in
gleichen Maßen frei. Die Rechtsdrehung wird gerin­ger bis der Drehwinkel schließlich negativ wird. Die­sen Vorgang nennt man Inversion. Das Glucose­Fructose-Gemisch heißt deshalb Invertzucker und ist
z.B. ein Bestandteil von Kunsthonig.

• Zuckerlösung (30 g in 100 ml) herstellen. Dazu

30 g Zucker abwiegen, in ca. 60 cm

3

destilliertem

Wasser (50° C) auflösen.

• Vorsichtig (Schutzbrille) 15 ml 25 %ige Salzsäure

hinzufügen.

• Lösung im Messzylinder auf 100 cm

3

auffüllen

und in die Messkammer stellen.

• Sofort eine Stoppuhr in Gang setzen und den

Drehwinkel bestimmen.

• In Abständen von 5 Minuten erneut den Dreh-

winkel messen und alle Messwerte in einer Ta­belle notieren.

• Nach 30 Minuten die Messreihe beenden und die

Inversionskurve zeichnen.

6.4 Konzentrationsmessung bei bekanntem spezi­fischen Drehwinkel am Beispiel Rohrzucker in
Cola

• Messzylinder mit 100 ml Cola befüllen.

• Drehwinkel und Drehsinn mit Hilfe der gelben

Diode bestimmen.

• Zuckergehalt durch Umstellung der Gleichung 1

errechnen.

g

⎤

⋅α

[]

l

⎡

(2)

⎥

⎢

3

cm

⎦

⎣

c

=

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Technische Änderungen vorbehalten

© Copyright 2008 3B Scientific GmbH

3B SCIENTIFIC® PHYSICS

Polarimeter with 4 LEDs U8761161

Instruction Sheet

06/08 THL/ALF

1 Fixed pointer
2 Analyser
3 Viewing hole
4 Measurement chamber with

cylindrical sample cell and

polariser
5 LED selector switch
6 Mains adapter

1. Safety instructions

• Do not look into the fully opened measurement

chamber at the LEDs when they are brightly lit.

• Only use the instrument with the 12V DC mains

adapter supplied.

• If there is any visible damage to the polarimeter

or the mains adapter, the instrument must not
be used.

2. Description

The polarimeter with 4 LEDs is used for determining
the angle and direction of rotation of polarised light
transmitted by an optically active substance, and
measuring its dependence on the wavelength,
sample thickness and sample concentration.

The instrument is illuminated by a system consisting
of four monochromatic light-emitting diodes (LEDs).
The light emitted from the active LED undergoes
linear polarisation by a polariser placed below the
entry window of the cylindrical sample cell in the
measurement chamber.

1

The analyser contains a second polarising filter with
its polarisation axis at a variable angle to that of the
polariser. The angle is 90° when the rotating scale is
set to 0° (= 360°). In this position, if there is no
optically active substance in the measurement
chamber, the transmitted light intensity will be at a
minimum.

If an optically active substance is then put into the
sample cell, it rotates the plane of polarisation either
clockwise or anti-clockwise, causing an increase in
the transmitted light intensity (brightness). By re­positioning the analyser, the light intensity can be
brought back to its minimum. The angle that is then
read off below the fixed pointer is the angle through
which the plane of polarisation has been rotated by
the sample.

3. Equipment supplied

1 Polarimeter basic instrument
1 Analyser disc
1 Sample cell
1 Mains adapter
1 US mains adapter (only with U8761161-115)

4. Technical data

Wavelengths: 630 nm (red)
580 nm (yellow)
525 nm (green)
468 nm (blue)

Dimensions: 110×190×320 mm

3

approx.
Weight: 1 kg approx.
The polarimeter U8761161-230 is designed for a

mains voltage of 230 V (±10 %), whereas U8761161­115 is for 115 V (±10 %).

5. Operation

• Lift the analyser disc from the measurement

chamber.

• Take out the cylindrical sample cell and fill it

with the liquid sample. It is important to
carefully wipe the cell dry, ensuring that no
liquid remains on the outside surface.

• Place the sample cell in the measurement

chamber, taking care that no liquid is allowed to
spill and escape into other parts of the
measurement chamber.

• Replace the analyser disc and rotate it so that the

pointer is at the 360° position.

• Connect the mains adapter and supply power to

the instrument.

• Set the LED selector switch to give the desired

wavelength of light.

To measure the angle of rotation of the plane of
polarisation transmitted via the optically active
sample, look at the spot of light through the viewing
hole and rotate the disc so that the brightness is
reduced. Adjust it carefully to find the position where
the brightness is at a minimum and read the pointer.

A substance that rotates the plane of polarisation of
light in the clockwise direction is described as dextro­rotatory. The optical activity of such substances is
indicated by the sign (+). The difference between the
360° mark and the angle that one reads on the scale
corresponds to the angle by which the plane of
polarisation has been rotated.

Fig.1 Example of a scale reading for a dextro-rotatory
substance (+6°)

A substance that rotates the plane of polarisation of
light in the anti-clockwise direction is described as
laevo-rotatory. The optical activity of such substances
is indicated by the sign (-). For a laevo-rotatory
substance the angle of rotation can be read directly
off the scale.

Fig.2 Example of a scale reading for a laevo-rotatory
substance (-6°)

6. Sample experiments

6.1 Measure the optical activity of a saccharose
solution as a function of the concentration,
the sample thickness, and the colour of the
light

• Prepare a sugar solution (10 g in 100 ml), by

weighing out 10 g of ordinary sugar, dissolving it
in about 60 cm
the volume up to 100 cm

3

of distilled water, and making

3

in the cylindrical

sample cell.

2

•

α

Measure the sample thickness and place the
sample cell in the measurement chamber.

Note:

100 ml of liquid in the sample cell corresponds to a
sample thickness of 1.9 dm, 75 ml to 1.43 dm, 50 ml
to 0.96 dm, and 25 ml to 0.44 dm.

• Measure the angle of rotation for each of the

different LEDs.

• In the next step, keep the concentration the

same but reduce the sample thickness to 1.43
dm (75 ml) and repeat the measurement.

• Make further measurements with sample

thicknesses of 0.96 dm (50 ml) and 0.44 dm (25
ml).

• Finally, prepare sugar solutions of higher

concentrations (20 g, 30 g and 40 g in 100 ml)
and measure the angles of rotation in the same
way as in the first series.

• Set out the results in a table and plot graphs of

the angle of rotation as a function of
concentration and sample thickness for each
light colour.

6.2 Determine the specific rotation of saccharose

The specific rotation
substance, and for a given light wavelength

[]

α is a constant for any given

λ

and

temperature T it is defined by the equation:

[]

α

α

(1)

=α

λ

lcT⋅

= observed angle of rotation

c = concentration of the dissolved substance
l = thickness of the sample solution.

Values given in the literature are usually those for
the yellow D line of sodium (λ = 589 nm) at a
temperature of 20 °C.

• Prepare the sugar solution (50 g in 100 ml), by

weighing out 50 g of sugar, dissolving it in about

3

60 cm

of distilled water, and making the volume

up to 100 cm

• Measure the sample thickness and place the

3

in the cylindrical sample cell.

sample cell in the measurement chamber.

• Measure the angle of rotation with yellow light.

• Calculate the specific rotation using Equation 1

and compare it with the quoted value.

20

Quoted values

[]

α for specific rotation:

D

Saccharose +66.5°
D-glucose +52.7°
D-fructose -92.4°

(Values from Aebi, Einführung in die praktische
Biochemie [Introduction to Practical Biochemistry],
Karger 1982.)

6.3 Inversion of saccharose

Acids cause saccharose to split into D-glucose and D­fructose, releasing the two components in equal
quantities. During this process the dextro-rotation is
steadily reduced until finally the angle of rotation
becomes negative (anti-clockwise). This phenomenon
is called inversion. The resulting glucose/fructose
mixture is therefore called invert sugar, and is a
constituent of some food products, such as synthetic
honey.

• Start to prepare a sugar solution (30 g in 100 ml),

by first weighing out 30 g of sugar and dissolving
it in about 60 cm

• Carefully (wearing safety goggles) add 15 ml of

3

of distilled water (50° C).

25% hydrochloric acid.

• Make up the volume to 100 cm

3

in the sample

cell and place it in the measurement chamber.

• Immediately start a stop-watch and measure the

angle of rotation.

• Repeat the measurement of the angle of rotation

at intervals of 5 minutes and compile all the
results in a table.

• After 30 minutes, bring your series of

measurements to an end and plot the inversion
curve.

6.4 Measure the concentration of a substance of
known specific rotation - example: cane sugar
in cola

• Fill the sample cell with 100 ml of cola.

• Using the yellow LED, determine the angle of

rotation and its direction.

• Calculate the sugar content using the following

equation obtained by rearrangement of
Equation 1:

g

⎤

[]

lc⋅α

⎡

⎥

⎢

3

cm

⎦

⎣

=

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Subject to technical amendments

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3B SCIENTIFIC® PHYSICS

Polarimètre à 4 LED U8761161

Instructions d'utilisation

06/08 THL/ALF

1 Pointeur fixe
2 Analyseur
3 Ouverture
4 Chambre de mesure avec

cylindre de mesure et

polariseur
5 Inversion LED
6 Alimentation secteur

1. Consignes de sécurité

• Évitez de regarder directement les LED brillantes

dans la chambre de mesure ouverte.

• N'exploitez l'appareil qu'avec l'alimentation

secteur correspondante de 12 V CC.

• Si l'alimentation ou le polarimètre présentent un

dommage apparent, mettez l'appareil
immédiatement hors service.

2. Description

Le polarimètre à 4 LED permet de déterminer l'angle
et le sens de rotation de la lumière polarisée à
travers une substance optiquement active en
fonction de la longueur d'onde, de l'épaisseur et la
concentration de l'échantillon.

Le polarimètre est équipé d'un dispositif d'éclairage
constitué de quatre diodes lumineuses
monochromatiques. La lumière émise par la diode
lumineuse allumée est polarisée de manière linéaire
par un polariseur qui se trouve dans la chambre de
mesure sous le logement pour le cylindre de mesure.

1

L'analyseur contient un second filtre de polarisation
dont l'orientation est décalée de 90° dans le sens du
polariseur lorsque la graduation est réglée sur 0°
(360°). Dans cette position, sans la substance
optiquement active dans la chambre de mesure, un
minimum d'intensité lumineuse est perceptible.

Une substance optiquement active dans le cylindre
de mesure modifie la rotation à droite ou à gauche
du plan de polarisation, ce qui se traduit par une
augmentation de la luminosité. Un ajustage de
l'analyseur réduit à nouveau la luminosité. Sous le
pointeur fixe, on peut lire l'angle qui correspond à
l'angle de rotation du plan de polarisation.

3. Matériel fourni

1 polarimètre de base
1 disque d'analyseur
1 cylindre de mesure
1 alimentation secteur
1 adaptateur enfichable US (uniquement pour

U8761161-115)

4. Caractéristiques techniques

Longueurs d'onde : 630 nm (rouge)
580 nm (jaune)
525 nm (vert)
468 nm (bleu)

Dimensions : env. 110x190x320 mm³
Masse : env. 1 kg
Le polarimètre U8761161-115 est conçu pour une

tension secteur de 115 V (±10 %), le U8761161-230
pour 230 V (±10 %).

5. Manipulation

• Retirez le disque d'analyseur de la chambre de

mesure.

• Retirez le cylindre de mesure et remplissez-le du

liquide d'essai. Ensuite, séchez impérativement
le cylindre de mesure en l'essuyant, de sorte
qu'il ne présente plus aucun résidu de liquide.

• Placez le cylindre de mesure dans la chambre de

mesure. Veillez à ce que le liquide ne soit pas
renversé ni ne pénètre dans la chambre de
mesure.

• Remettez le disque d'analyseur et tournez-le de

sorte que le pointeur soit en position 360°.

• Établissez l'alimentation électrique avec

l'alimentation secteur.

• Sélectionnez la longueur d'onde lumineuse en

déplaçant l'inverseur LED.

Mesurez l'angle de polarisation de la substance
optiquement active en tournant très doucement
l'analyseur, tout en observant le point lumineux à
travers l'ouverture.

La valeur de réglage est atteinte lorsque la luminosité
a atteint son degré minimum.

Dans le sens de rotation à droite, une substance
tourne la lumière polarisée dans le sens des aiguilles
d'une montre. Pour identifier l'activité optique de
telles substances, on utilise le signe (+). La différence
entre 360° et l'angle sur la graduation correspond à
l'angle de rotation du plan de polarisation.

Fig.1 Exemple d'une substance tournant à droite (+6°)

Dans le sens de rotation à gauche, une substance
tourne la lumière polarisée dans le sens inverse des
aiguilles d'une montre. Pour identifier l'activité
optique de telles substances, on utilise le signe (-).
L'angle d'une substance à rotation à gauche est lu
directement sur la graduation.

Fig. 2 Exemple d'une substance tournant à gauche (-6°)

6. Exemples d'expériences

6.1 Mesure de l'activité optique d'une solution de
saccharose en fonction de la concentration,
de l'épaisseur de couche et de la couleur de la
lumière

• Préparez une solution de saccharose (10 g dans

100 ml). Dosez 10 g de sucre que vous dissolvez
dans env. 60 cm³ d'eau distillée et remplissez à
100 cm³ dans le cylindre de mesure.

• Mesurez l'épaisseur de couche et placez le

cylindre de mesure dans la chambre de mesure.

Note :

100 ml de liquide dans le cylindre de mesure
correspondent à une épaisseur de couche de 1,9 dm,
75 ml – 1,43 dm, 50 ml – 0,96 dm et 25 ml –
0,44 dm.

2

•

α

Mesurez l'angle de rotation pour les différentes
LED.

• Ensuite, à concentration identique, réduisez

l'épaisseur de couche à 1,43 dm (75 ml) et
répétez la mesure.

• Effectuez de nouvelles mesures avec des

épaisseurs de 0,96 dm (50 ml) et 0,44 dm (25 ml).

• Puis, préparez des solutions de sucre (20 g, 30 g

et 40 g dans 100 ml) et mesurez l'angle de
rotation comme pour la première série de
mesures.

• Saisissez les valeurs dans un tableau (voir tableau

1) et représentez l'angle de rotation pour chaque
couleur sous forme graphique en fonction de la
concentration et de l'épaisseur de couche.

6.2 Détermination de l'angle de rotation
spécifique du saccharose

L'angle de rotation spécifique

[]

α est une constante

résultant de l'équation suivante, la longueur d'onde
de la lumière λ et la température T étant connues :

[]

α

(1)

=α

λ

lcT⋅

α = angle de rotation mesuré

c = concentration de la substance dissoute

l

= épaisseur de couche de la solution

Dans la littérature, les valeurs se réfèrent
généralement au sodium jaune de la ligne D (λ =
589 nm) et une température de 20 °C.

• Préparez une solution de saccharose (50 g dans

100 ml). Dosez 10 g de sucre que vous dissolvez
dans env. 60 cm³ d'eau distillée et remplissez à
100 cm³ dans le cylindre de mesure.

• Mesurez l'épaisseur de couche et placez le

cylindre de mesure dans la chambre de mesure.

• Déterminez l'angle de rotation à la lumière

jaune.

• Calculez l'angle de rotation spécifique selon

l'équation 1 et comparez le résultat à ceux qu'on
trouve dans la littérature.

Valeurs de littérature pour l'angle de rotation

20

[]

spécifique

α

D

Saccharose +66,5°, glucose D +52,7°, fructose D ­92,4° (Aebi, Introduction à la biochimie pratique,
Karger 1982).

6.3 Inversion de saccharose

Avec de l'acide, on peut décomposer le saccharose en
glucose D et fructose D, les deux composants étant
libérés en quantités égales. La rotation à droite est
plus faible jusqu'à ce que l'angle de rotation
devienne négatif. On appelle cette opération une
inversion. Appelé sucre interverti, le mélange de
glucose et de fructose est un composant par exemple
du miel artificiel.

• Préparez une solution de saccharose (30 g dans

100 ml). Dosez 30 g de sucre que vous dissolvez
dans env. 60 cm³ d'eau distillée (50 °C).

• Ajoutez prudemment (lunettes de protection) 15

ml d'acide chlorhydrique à 25%.

• Remplissez la solution à 100 cm³ dans le cylindre

de mesure et placez-le dans la chambre de
mesure.

• Déclenchez immédiatement un chronomètre et

déterminez l'angle de rotation.

• Mesurez l'angle de rotation à intervalles de cinq

minutes et notez toutes les mesures dans un
tableau.

• Après trente minutes, concluez la série de

mesures et dessinez la courbe d'inversion.

6.4 Mesure de concentration avec un angle de
rotation spécifique connu à l'exemple du
sucre de canne dans du coca

• Remplissez le cylindre de mesure avec 100 ml de

coca.

• Déterminez l'angle et le sens de rotation à l'aide

de la diode jaune.

• Calculez la teneur en sucre en inversant

l'équation 1.

g

⎤

[]

lc⋅α

⎡

⎥

⎢

3

cm

⎦

⎣

=

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Sous réserve de modifications techniques

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Polarimetro con 4 LED U8761161

Istruzioni per l'uso

06/08 THL/ALF

1 lancetta fissa
2 analizzatore
3 apertura
4 camera con cilindro graduato

e polarizzatore
5 commutatore a LED
6 alimentatore a spina

1. Indicazioni di sicurezza

• Evitare di guardare direttamente i LED a luce

chiara che si trovano nella camera di misura
aperta.

• Utilizzare l’apparecchio solo con l’alimentatore a

spina corrispondente, da 12V DC.

• In caso di danni esterni visibili dell’alimentatore

o del polarimetro, non proseguire il
funzionamento.

2. Descrizione

Il polarimetro a 4 LED serve per la determinazione
dell’angolo e della direzione di rotazione della luce
polarizzata attraverso una sostanza otticamente
attiva in funzione della lunghezza d’onda, della
densità del campione e della sua concentrazione.

Il polarimetro è dotato di un dispositivo di
illuminazione costituito da quattro LED
monocromatici. La luce che esce dal LED acceso viene
polarizzata in modo lineare da un polarizzatore che
si trova sotto l’attacco per il cilindro graduato nella
camera di misura.

L’analizzatore contiene un secondo filtro di
polarizzazione, il cui allineamento è spostato di 90°

1

rispetto al polarizzatore, quando la scala è allineata
su 0° (360°). In questa posizione è percepibile il
minimo d’intensità luminosa, senza sostanza ottica
attiva nella camera di misura.

Una sostanza ottica attiva nel cilindro graduato
modifica il livello di polarizzazione con rotazione a
destra o a sinistra, cosa che si traduce in un aumento
della luminosità. Regolando l’analizzatore, la
luminosità si riduce di nuovo. Sotto la lancetta fissa
è leggibile un valore angolare che corrisponde
all’angolo di rotazione del livello di polarizzazione.

3. Fornitura

1 apparecchio di base per polarimetro
1 disco dell’analizzatore
1 cilindro graduato
1 alimentatore a spina
1 adattatore spina US (solo per U8761161-115)

4. Dati tecnici

Il valore impostato si considera raggiunto quando la
luminosità raggiunge il valore minimo.

Una sostanza è a rotazione destra quando ruota la
luce polarizzata in senso orario. Per identificare
l’attività ottica di tali sostanze si utilizza il segno (+).
La differenza tra 360° e l’angolo leggibile corrisponde
all’angolo di rotazione del livello di polarizzazione.

Fig. 1sempio di una sostanza a rotazione destra (+6°)

Una sostanza è a rotazione sinistra quando ruota la
luce polarizzata in senso antiorario. Per identificare
l’attività ottica di tali sostanze si utilizza il segno (-).
L’angolo di una sostanza a rotazione sinistra viene
rilevato direttamente

Lunghezze d'onda: 630 nm (rosso)
580 nm (giallo)
525 nm (verde)
468 nm (blu)

Dimensioni: ca. 110 x 190 x 320 mm

3

Peso: ca. 1 kg
Il polarimetro U8761161-115 è progettato per una

tensione di rete di 115 V (±10 %), U8761161-230 per
230 V (±10 %).

5. Utilizzo

• Rimuovere il disco dell’analizzatore dalla camera

di misura.

• Estrarre il cilindro graduato e riempirlo con

liquido di prova. Quindi asciugare il cilindro
graduato, affinché non rimangano residui di
liquido all’esterno dello stesso.

• Introdurre il cilindro graduato nella camera di

misura. Accertarsi che non fuoriesca liquido e
che non penetri nella camera di misura.

• Riapplicare il disco dell’analizzatore e ruotarlo in

modo che la lancetta indichi 360°.

• Fornire corrente mediante l’alimentatore a

spina.

• Scegliere la lunghezza d’onda spostando il

commutatore a LED.

La misurazione dell’angolo di polarizzazione della
sostanza ottica attiva avviene mediante rotazione
precisa dell’analizzatore, osservando il punto
fluorescente dall’apposita apertura.

Fig. 2 Esempio di una sostanza a rotazione sinistra (-6°)

6. Esempi di esperimenti

6.1 Misurazione dell’attività ottica di una
soluzione di saccarosio in funzione della
concentrazione, dello spessore dello strato e
del colore della luce

• Preparare una soluzione zuccherina (10 g in 100

ml). Pesare a tale scopo 10 g di zucchero,
scioglierlo in ca. 60 cm
introdurlo nel cilindro graduato fino a 100 cm

• Misurare lo spessore dello strato e inserire il

3

di acqua distillata e

3

.

cilindro graduato nella camera di misura.

Nota:

100 ml di liquido nel cilindro graduato
corrispondono ad uno spessore dello strato di 1, 9
dm, 75 ml – 1,43 dm, 50 ml – 0,96 dm e 25 ml –
0,44 dm.

• Misurare l’angolo di rotazione dei diversi LED.

• Nella fase successiva, ridurre, con la stessa

concentrazione, lo spessore dello strato a 1,43
dm (75 ml) e ripetere la misurazione.

2

•

α

Eseguire altre misurazioni con spessori dello
strato di 0,96 dm (50 ml) e 0,44 dm (25 ml).

• Quindi preparare le soluzioni zuccherine (20 g,

30 g e 40 g in 100 ml) e misurare l’angolo di
rotazione in modo analogo alla prima serie di
misurazioni.

• Inserire i valori rilevati in una tabella e

rappresentare graficamente per ogni colore
l’angolo di rotazione in funzione della
concentrazione e dello spessore dello strato.

6.2 Determinazione dell’angolo di rotazione
specifico del saccarosio

L’angolo di rotazione specifico

[]

α è una costante

della sostanza e risulta dalla seguente equazione,
con lunghezza d’onda nota della luce λ e

temperatura T:

[]

α

(1)

=α

λ

lcT⋅

α = angolo di rotazione misurato

c = concentrazione

l

= spessore dello strato della soluzione

c

della sostanza disciolta

I dati contenuti nella letteratura si riferiscono per la
maggior parte alla linea D gialla del sodio (λ =
589 nm) e ad una temperatura di 20°C.

• Preparare una soluzione zuccherina (50 g in 100

ml). Pesare a tale scopo 10 g di zucchero,
scioglierlo in ca. 60 cm
introdurlo nel cilindro graduato fino a 100 cm

• Misurare lo spessore dello strato e inserire il

3

di acqua distillata e

3

.

cilindro graduato nella camera di misura.

• Determinare l’angolo di rotazione con luce

gialla.

• Calcolare l’angolo di rotazione specifico in base

all’equazione 1 e confrontarlo con il valore di
letteratura.

Valori di letteratura per l’angolo di rotazione

20

specifico

[]

α

D

Saccarosio +66,5°, D-glucosio D +52,7°, D-fruttosio

-92,4°. (Valori estrapolati da Aebi, Einführung in die

praktische Biochemie, Karger 1982)

6.3 Inversione di saccarosio

Mediante acido è possibile scindere il saccarosio in D­glucosio e D-fruttosio. Durante questa operazione,
entrambi i componenti si liberano in ugual misura.
La rotazione destra si riduce sino a che l’angolo di
rotazione diventa negativo. Tale operazione viene
definita inversione. La miscela di glucosio-fruttosio
viene denominata pertanto zucchero invertito ed è
ad es. un componente del miele artificiale.

• Preparare una soluzione zuccherina (30 g in 100

ml). Pesare a tale scopo 30 g di zucchero e
scioglierlo in ca. 60 cm

3

di acqua distillata (50°

C).

• Aggiungere con cautela (utilizzare occhiali di

protezione) 15 ml di acido cloridrico al 25 %.

• Introdurre la soluzione nel cilindro graduato fino

a 100 cm

• Attivare immediatamente un cronometro e

3

e inserirlo nella camera di misura.

determinare l’angolo di rotazione.

• Ad intervalli di 5 minuti, misurare di nuovo

l’angolo di rotazione e annotare tutti i valori
misurati in una tabella.

• Dopo 30 minuti terminare la serie di misurazioni

e disegnare la curva d’inversione.

6.4 Misurazione della concentrazione con un
angolo di rotazione specifico sulla base
dell’esempio del saccarosio nella Cola

• Riempire il cilindro graduato con 100 ml di Cola.

• Determinare l’angolo e la direzione di rotazione

con l’ausilio del diodo giallo.

• Calcolare il contenuto di zucchero invertendo

l’equazione 1.

g

⎤

[]

lc⋅α

⎡

⎥

⎢

3

cm

⎦

⎣

=

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3B Scientific GmbH • Rudorffweg 8 • 21031 Amburgo ▪ Germania • www.3bscientific.com

Con riserva di modifiche tecniche

© Copyright 2008 3B Scientific GmbH

3B SCIENTIFIC® PHYSICS

Polarímetro con 4 LEDs U8761161

Instrucciones de uso

06/08 THL/ALF

1 Índice fijo
2 Analizador
3 Apertura de observación
4 Cámara de medida con

probeta y polarizador
5 Conmutador de LEDs
6 Fuente de tensión enchufable

1. Advertencias de seguridad

• Evite mirar directamente los LEDs de brillo

intenso teniendo la cámara de medida abierta.

• Al trabajar con el aparato utilice sólo la cor-

respondiente fuente de alimentación enchufable
de 12V CC.

• An caso de daños externos visible en la fuente de

alimentación o en el polarímetro, no es
permitido continuar trabajando con el aparato.

2. Descripción

El polarímetro sirve para la determinación del ángulo
y la dirección de giro de luz polarizada linealmente
al paso por una sustancia de actividad óptica, en
dependencia con la longitud de onda, el espesor de
la muestra y la concentración.

El polarímetro está dotado de un sistema de ilumina­ción compuesto de cuatro diodos luminosos monoc­romáticos. La luz emitida por el diodo luminoso co­nectado es polarizada linealmente por un polariza­dor que se encuentra debajo del alojamiento para la
probeta en la cámara de medida.

1

En el analizador se encuentra un segundo filtro de
polarización, cuya orientación está desplazada 90°
con respecto al polarizador cuando la escala se en­cuentra en 0° (360°). En esta posición y sin sustancia
de actividad óptica en la cámara de medida se obser­va un mínimo de la intensidad luminosa.

Una sustancia de actividad óptica en la probeta cam­bia el plano de polarización ya sea con giro hacia la
derecha o a la izquierda, lo cual de expresa como un
aumento de la claridad. Ajustando ahora la posición
del analizador se retorna nuevamente la claridad a
un mínimo. Bajo el índice fijo se puede leer un valor
de ángulo, éste corresponde al ángulo de rotación
del plano de polarización.

3. Volumen de entrega

1 Aparato base - Polarímetro
1 Disco de analizador
1 Cilindro de medida
1 Fuente de alimentación enchufable
1 Adaptador de enchufe US (sólo en U8761161-115)

4. Datos técnicos

Longitudes de onda: 630 nm (rojo)
580 nm (amarillo)
525 nm (verde)
468 nm (azul)

Dimensiones: aprox. 110x190x320 mm³
Masa: aprox. 1 kg
El polarímetro U8761161-115 está diseñado para una

tensión de red de 115 V (±10 %); U8761161-230 para
230 V (±10 %).

5. Manejo

• Se retira de la cámara el disco de analizador.

• Se saca la probeta y se llena con el líquido de

muestra. Después se debe secar la probeta, de tal
forma que no queden ningunos restos del
líquido en la superficie externa de la misma.

• Se coloca la probeta en la cámara de medida,

teniendo en cuenta de no derramar nada de
líquido en la cámara.

• Se coloca nuevamente el disco analizador y se

gira hasta que el índice se encuentre en la posi­ción 360°

• Se realiza el suministro de tensión por medio de

la fuente de tensión enchufable.

• Se selecciona la longitud de onda desplazando el

conmutador de LEDs.

La medición del ángulo de polarización de la sustan-

cia de actividad óptica se realiza girando el analiza­dor finamente bajo la observación continua del pun­to luminoso a través del orificio de observación.

El valor de ajuste se ha logrado cuando la luminosi­dad ha llegado a un mínimo.

Una sustancia es de giro a la derecha cuando gira la
luz polarizada en sentido de la manecillas del reloj.
Para la caracterización de esta actividad óptica se
utiliza el símbolo (+). La diferencia entre 360° y el
ángulo leído corresponde al ángulo de giro del plano
de polarización.

Fig.1 Ejemplo de una sustancia de giro a la derecha (+6)

Una sustancia es de giro a la izquierda cuando gira la
luz polarizada en sentido contrario a las manecillas
del reloj. Para la caracterización de esta actividad
óptica se utiliza el símbolo (-). El ángulo de giro del
plano de polarización de esta sustancia se lee direc­tamente.

Fig.2 Ejemplo de una sustancia de giro a la izquierda (-6°)

6. Ejemplos de experimentos

6.1 Medición de la actividad óptica de una
solución de sacarosa en dependencia con la
concentración, el espesor de capa y del color
de la luz

• Realice una solución de azúcar (10 g en 100 ml).

Para ello disuelva 10 g de azúcar en aprox. 60
cm³ de agua destilada y se completan en la pro­beta graduada hasta 100 cm³.

• Se mide el espesor de la capa y se coloca la pro-

beta graduada en la cámara de medida.

Observación:

100 ml de líquido en la probeta graduada correspon­den a un espesor de capa de 1, 9 dm, 75 ml – 1,43
dm, 50 ml – 0,96 dm y 25 ml – 0,44 dm.

[

α

Se miden los ángulos de giro para diferentes

•

LEDs.

• En el siguiente paso, se reduce el espesor de capa

a 1,43 dm (75 ml) y se repite la medición mante­niendo la concentración constante durante la
medición

• Se realizan otras mediciones con espesores de

capa de 0,96 dm (50 ml) y 0,44 dm (25 ml).

• A continuación se realizan soluciones de azúcar

(20 g, 30 g y 40 g en 100 ml) y se miden los ángu­los de giro analógicamente a la primera serie de
mediciones.

• Se recogen los valores en una tabla y se

representan gráficamente los ángulos de giro en
dependencia con la concentración, el espesor de
capa y para cada color.

6.2 Determinación del ángulo de giro específico
de la sacarosa

El ángulo de giro específico

[]

α es una constante de

la sustancia y se obtiene de la siguiente fórmula
conociendo la longitud de onda de la luz y la
temperatura T:

[]

α

=α

λ

(1)

lcT⋅

α = Ángulo de giro medido

c = Concentración c de la sustancia diluida

l

= Espesor de la capa de solución

Datos bibliográficos se refieren frecuentemente a la
línea amarilla D del sodio (λ = 589 nm) y a una tem­peratura de 20 °C.

• Realice una solución de azúcar (50 g en 100 ml).

Para ello, se pesan 50 g de azúcar y se diluyen en
aprox. 60 cm³ de agua destilada y en la probeta
graduada se completan hasta 100 ml.

• Se mide el espesor de la capa y se coloca la pro-

beta graduada en la cámara de medida.

• Determine el ángulo de giro con luz amarilla.

• Se calcula el ángulo de giro según la ecuación 1 y

se compara con el valor bibliográfico.

20

Valores bibliográficos para el ángulo de giro

]

α

D

Sacarosa +66,5°, Glucosa-D +52,7°, Fructosa-D

-92,4°. (Valores de Aebi, Introducción a la Bioquímica

práctica, Karger 1982)

6.3 Inversión de la sacarosa

Con un ácido se puede disociar la sacarosa en Gluco­sa-D y Fructosa-D, en este proceso se liberan partes
iguales de las dos sustancias. El giro a la derecha se
hace menor hasta que el ángulo de giro se torna ne­gativo. Este proceso se denomina inversión. La mezc­la Glucosa-Fructosa se denomina por ello, azúcar de
inversión y es por ejemplo componente de la miel
artificial.

• Realice una solución de azúcar (30 g en 100 ml).

Para ello se pesan 30 g de azúcar y se diluyen en
aprox. 60 cm³ de agua destilada (50° C).

• Agregue con mucho cuidado (Gafas de protecci-

ón) 15 ml de ácido clorídrico del 25%.

• Complete la solución hasta 100 cm³ en la probeta

graduada y se coloca en la cámara de medida.

• Inmediatamente ponga en marcha un cronó-

metro y determine el ángulo de giro.

• En intervalos de cada 5 minutos se mide de

nuevo el ángulo de giro y se anotan los valores
en una tabla.

• Después de 30 minutos de se concluye la serie de

medida y se dibuja la curva de inversión.

6.4 Medida de concentración con ángulo de giro
específico conocido, tomando como ejemplo
el azúcar de caña en la CocaCola

• Se llena la probeta graduada con 100 ml de Coca.

• Se determina el ángulo y el sentido del giro por

medio del diodo amarillo.

• Se calcula el contenido de azúcar despejando c

en la ecuación 1.

g

⎤

[]

lc⋅α

⎡

(2)

⎥

⎢

3

cm

⎦

⎣

=

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Se reservan modificaciones técnicas

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3B SCIENTIFIC® PHYSICS

Polarímetro com 4 LED U8761161

Manual de instruções

06/08 THL/ALF

1 Ponteiro fixo
2 Analisador
3 Visor
4 Câmara de medição com

cilindro medidor e polarizador
5 Interruptor-LED
6 Fonte de energia

1. Medidas de segurança

• Evitar olhar diretamente na câmara de medição

quando esta estiver aberta e com os LED´s
ligados.

• Utilizar o aparelho somente com a fonte de

energia de 12V DC que acompanha o aparelho.

• Ao serem observados danos externos tanto na

fonte de energia como no polarímetro é
desaconselhada a utilização dos mesmos.

2. Descrição

O Polarímetro com 4 LED’s serve para determinar o
ângulo de rotação e direção da luz polarizada através
de uma substância ótica ativa dependente do
comprimento de onda, espessura e da concentração.

O polarímetro esta equipado com uma iluminação
constituída de quatro diodos luminosos
monocromáticos. A luz gerada pelo diodo (ligado) é
linearmente polarizada, este diodo esta localizado
abaixo da base do cilindro de medição na câmara de
medição.

No analisador encontra-se um segundo filtro
polarizador, que está posicionado em um ângulo de

1

90° em direção ao polarizador, quando a escala esta
em 0° (360°). Nesta posição pode-se aceitar uma
iluminação mínima, desde que não haja uma
substância ótica ativa na câmara de medição.

Uma substância oticamente ativa no cilindro de
medição altera para a direita e esquerda o nível de
polarização, que é expressa pelo aumento da
claridade. A claridade é minimizada ao se
reposicionar o analisador. Abaixo do mostrador
pode-se fazer uma leitura do ângulo, este
corresponde a curvatura do nível de polarização.

3. Acessórios

1 Aparelho-Polarímetro
1 Disco analisador
1 Cilindro de medição
1 Fonte de energia
1 Adaptador US (somente para U8761161-115)

4. Dados técnicos

Comprimento de onda: 630 nm (vermelho)
580 nm (amarelo)
525 nm (verde)
468 nm (azul)

Medidas: aprox. 110 x 190 x 320 mm³
Massa: aprox. 1 kg
O polarímetro U8761161-115 serve para um tensão

de 115 V (±10 %), U8761161-230 para 230 V (±10 %).

5. Operação

• Retirar o disco analisador da câmara de

medidora.

• Retirar o cilindro de medição e encher com o

liquido de teste. Após este procedimento,
impreterivelmente secar o cilindro de medição,
de modo que não se encontre nenhum tipo de
liquido na parte de fora do cilindro de medição.

• Posicionar o cilindro de medição na câmara de

medição. Cuidado para que nenhum liquido seja
derramado e entre na câmara de medição.

• Reposicionar o disco analisador e girar de tal

modo que o mostrador esteja posicionado em
360°.

• Ligar o aparelho através da fonte de energia.

• Escolher o comprimento de onda de luz através

do interruptor de LED.

A medição da curva de polarização da substância
ótica ativa procede através de uma regulagem
delicada do analisador e pela observação do ponto
de luz que sai do visor.

O ajuste estará concluído quando o mínimo de
claridade for atingido.

Ao virar para a direita é refletida uma substância,
que reflete a luz polarizada em sentido horário. Para
identificar a atividade ótica de tal substância utiliza­se o símbolo (+). A diferença de 360° e do ângulo de
leitura, corresponde á curvatura do nível de
polarização.

Fig.1 Exemplo para uma substância que gira para a direita
(+6°)

Ao virar para a esquerda trata-se de uma substância
que emite a polarização da luz em sentido anti­horário. Para identificar a atividade ótica de tal
substância utiliza-se o símbolo (-). A curva de uma
substância que gira para a esquerda é lido
diretamente.

Fig.2 Exemplo para uma substância que gira para a
esquerda (-6°)

6. Exemplos de teste

6.1 Medição de uma atividade otica de uma
solução sacarosa dependente de da sua
concentração, espessura e cor da luz

• Compor uma solução de açúcar (10 gr em 100

ml). Medir 10 gr de açúcar e dissolver em aprox.

3

60 cm

de água destilada e colocar 100 cm3 no

cilindro de medição.

• Medir a espessura e colocar o cilindro de

medição na câmara de medição.

Observação:

100 ml de liquido no cilindro medidor correspondem
a uma espessura de 1, 9 dm, 75 ml – 1,43 dm, 50 ml
– 0,96 dm e 25 ml – 0,44 dm.

• Medir a curva angular para os diversos LEDs.

2

•

α

Na próxima etapa, para a mesma concentração
de espessura, diminuir para 1,43 dm (75 ml) e
repetir a medição.

• Proceder com a medição para espessuras de 0,96

dm (50 ml) e 0,44 dm (25 ml).

• Em seguida produzir uma solução de açúcar (20

g, 30 g e 40 g em 100 ml) e medir o ângulo de
curvatura conforme a primeira fileira medida.

• Registrar os valores em uma tabela e representa

graficamente o ângulo de curvatura dependente
da concentração e espessura.

6.2 Determinação do ângulo de curvatura
específico da sacarose

O ângulo de curvatura específico

[]

é uma

α

constante e resulta da seguinte formula, em
comprimento de onda de luz λ conhecido e

temperatura T:

[]

α

(1)

=α

λ

lcT⋅

α = ângulo de curvatura medido

c = concentração

l

= Espessura da solução

c

da substância dissolvida

Dados da literatura referem-se na sua maioria a
linha-D amarela do Sódio (λ = 589 nm) e uma
temperatura de 20 °C.

• Compor uma solução de açúcar (50 gr em 100

ml). Medir 10 gr de açúcar e dissolver em aprox.

3

60 cm

de água destilada e colocar 100 cm3 no

cilindro de medição.

• Medir a espessura e colocar o cilindro de

medição na câmara de medição.

• Determinar o ângulo de curvatura na luz

amarela.

• Calcular o ângulo de curvatura específico

conforme a equação 1 e comparar com dados da
literatura.

Dados da literatura para ângulo de curvatura

20

[]

específico

α

D

Sacarose +66,5°, Glucose-D +52,7°, Frutose-D

-92,4°. (Valores de Aebi, Introdução na bioquímica

básica, Karger 1982)

6.3 Inversão da sacarose

A sacarose pode ser dividida em Glicose-D e Frutose­D através ácido, liberando assim os elementos na
mesma proporção. A rotação para a direita vai
ficando menor até que o ângulo de curvatura se
torne negativo. Este procedimento chamamos de
inversão. A mistura de Glucose-Frutose é
denominada de açucar invertido e é, por exemplo,
um componente do mel artificial.

• Compor uma solução de açúcar (30 gr em 100

ml). Medir 30 gr de açúcar e dissolver em aprox.

3

60 cm

de água destilada (50° C).

• Acrescentar com cuidado (Óculos protetores) 15

ml 25 % de ácido clorídrico.

• Encher com a solução o cilindro de medição até

• Acionar imediatamente o cronometro e

100 cm

3

e colocar na câmara de medição.

determinar o ângulo de curvatura.

• Medir o ângulo de curvatura a cada 5 minutos e

registrar todas as medidas em uma tabela.

• Finalizar a linha de medição após 30 minutos e

desenhar a curva de inversão.

6.4 Medida de concentração para ângulos de
curvaturas específicos e conhecidos como, por
exemplo, açúcar de cana na Cola

• Encher o cilindro de medição com 100 ml de

Cola.

• Determinar o ângulo de curvatura e a direção da

rotação com ajuda do diodo amarelo.

• Determinar a quantidade de açúcar através da

alteração na equação 1.

g

⎤

[]

lc⋅α

⎡

(2)

⎥

⎢

3

cm

⎦

⎣

=

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