Zucker im Polarimeter

Vorwissen: Isomere, Spiegelbilder (van ’t Hoff). Viele Zucker drehen die Schwingungsebene von polarisiertem Licht. Miss den Drehwinkel verschiedener Zuckerlösungen und finde heraus, wovon er abhängt.

Beobachten und deuten
  1. Wähle Wasser. Der Polarisator lässt nur senkrecht schwingendes Licht durch, der Analysator bei 0° nur waagrechtes: Der Schirm ist dunkel. Das ist der Nullpunkt.
  2. Wähle D-Glucose. Warum wird der Schirm hell? Vergleiche die Schwingungsrichtung vorher und nachher. Drehe den Analysator, bis der Schirm wieder dunkel ist: Der Winkel am Analysator ist der Drehwinkel α.
  3. Miss D-Glucose mit 10 g pro 100 mL im Rohr 1 dm und notiere den Drehwinkel. Verdopple dann die Konzentration, danach die Rohrlänge. Wie hängt der Drehwinkel davon ab?
  4. Schalte „Halbschatten“ ein und stelle auf gleich dunkle Hälften ein. Warum lässt sich der Winkel so genauer einstellen als mit „ganz dunkel“? Tipp: Unter dem Bild steht die Helligkeit in Prozent.
  5. Berechne die spezifische Drehung [α] = α ÷ (l · c), mit l in dm und c in g pro mL. Vergleiche sie für verschiedene Messungen desselben Stoffes.
  6. Miss L-Glucose. Schalte „Spiegelbild daneben“ ein und vergleiche D- und L-Glucose. Lassen sie sich durch Drehen zur Deckung bringen? Woran erkennst du D und L in der Fischer-Projektion?
  7. Miss das Racemat (D- und L-Glucose zu gleichen Teilen). Erkläre den Messwert.
  8. Miss D-Fructose und sieh dir ihre Fischer-Projektion an. Was sagt das „D“ über die Drehrichtung aus?
  9. Löse α-D-Glucose frisch und miss mehrmals im Abstand von einigen Minuten. Was beobachtest du (Mutarotation)?
Probe
5 g / 100 mL30 g / 100 mL
Polarimeter
−90°+90°

Drehe den Analysator, bis der Schirm dunkel ist (auch: im Bild ziehen). Die Striche zeigen, welche Schwingungsrichtung ein Filter durchlässt.

Molekül
Fischer-Projektion (offene Kettenform)

So liest man sie: Die Kohlenstoffkette steht senkrecht, das am stärksten oxidierte Ende oben. An jedem Kreuzungspunkt sitzt ein Kohlenstoffatom; waagrechte Bindungen zeigen zum Betrachter, senkrechte nach hinten. Über D oder L entscheidet das unterste Stereozentrum (farbig): OH rechts = D, OH links = L. In Wasser schließt sich die Kette zum Ring, wie im 3D-Modell.

Messprotokoll
Nr.StofflcZeitDrehwinkel α (abgelesen)[α] = α ÷ (l · c)Literatur
Noch nichts notiert.
Modell und Grenzen