TP N°4: Polarimetre de Laurent

T STL
SPCL
Substances optiquement actives
spécialité
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
onde
Analyseur pouvant tourner Lame 1/2
devant un cercle gradué
Cuve contenant
laSubstance
solution active
active
S
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 :
faire tourner vers la droite
faire tourner vers la gauche
équipénombre
1.2.
Relever la valeur de l’angle
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]s Cm l
2.2.
Substance active
[α]s (°.dm-1.g-1.cm3) à λ = 589,3 nm
Saccharose
+ 66,45
Fructose (ou lévulose)
- 92,2
D Glucose (ou dextrose)
+ 52,7
Détermination du pouvoir rotatoire et de la concentration :
a) Pour chacune de ces solutions, déterminer α en remplissant des tubes de 20 cm.
c g.cm-3
0
0,020
0,040
0,060
0,080
0,100
0,120
α (°)
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] s Préciser les unités choisies.
- La valeur trouvée coïncide-t-elle avec la valeur donnée dans les tables ?
- la concentration de la solution inconnue X. et la précision relative : ΔX/X (en %) de la mesure ?
X