Le Compendium
       Albert Balasse

Polarimètre-Saccharimètre à pénombre de Laurent
par Mabille, à Paris

Polarimètre-Saccharimètre de Laurent de la Société MABILLE à PARIS - L'appareil porte le numéro 7 - Longueur  60  cm -  Vers 1900
Entre le pied de l'appareil et la lampe à gaz, un tube polarimétrique.

Le polarimètre est utilisé pour le dosage de solutions possédant un pouvoir rotatoire c'est-à-dire capable de faire tourner le plan de polarisation d'une lumière polarisée monochromatique autour de son axe de propagation. Il permet de mesurer l'angle de rotation de ce  plan de polarisation après que la lumière ait traversé un tube contenant la solution étudiée. Par suite, en connaissant cet angle, l'épaisseur de solution traversée et le "pouvoir rotatoire spécifique" de la substance optiquement active en solution, on peut calculer sa concentration. La substance est dite dextrogyre ou lévogyre suivant qu'elle fait tourner le plan de polarisation à droite ou à gauche. Certains de ces appareils sont dédiés à la mesure de la concentration en sucre : ce sont les saccharimètres. Notre appareil présente les deux fonctions, polarimètre et saccharimètre.

Le tube polarimétrique qui renferme la solution à étudier est en verre épais, protégé par un cylindre en laiton. Deux obturateurs, également en verre épais, sont maintenus appliqués contre les extrémités rodées de ce tube, par deux bonnettes à ressort.

MANIPULATIONS DE PHYSIQUE par A. Leduc - Paris, 1895

Sur l'image de gauche, on observe le cadran avec, au centre, l'oculaire muni de son réglage de "zéro"à l'extrémité du tube renfermant l'analyseur, en haut, l'alidade portant les verniers, le miroir d'éclairage du cercle divisé et la loupe de lecture et à droite, la commande circulaire du pignon qui, engrené sur le pourtour dentelé du cadran, entraine tout l'équipage.

Des composants importants du polarimètre de Laurent :

. A gauche, un des deux cristaux biréfringents de Nicol - dont on voit ici l'une des faces - et qui forment le polariseur et l'analyseur.

. A droite et très petit (le diamètre du diaphragme est égal à 4 mm), protégée entre deux disques en verre, il s'agit de la lame demi-onde coupée suivant l'un de ses axes neutres et qui est positionnée devant le polariseur. Elle ne couvre que la moitié du diaphragme est à l'origine des deux demi-plages visibles dans l'oculaire et que l'on doit amener à égalité de pénombre. Ces demi-plages correspondent à deux vibrations symétriques l'une de l'autre par rapport au bord de la lame demi-onde. Lors du réglage, l'une des demi-plages s'éclaircit, pendant que l'autre s'assombrit ce qui facilite l'opération d'égalisation.

Le cadran porte deux graduations concentriques dont les zéros coïncident :
. l'une, intérieure, en centièmes saccharimétriques  s'étend sur 200 divisions à gauche et 400 divisions à droite et est lue avec un vernier au 1/10.
. l'autre, périphérique, en demi-degrés d'arc est dotée d'un vernier au 1/15 permettant une précision de 2 minutes d'arc. Cette graduation (100-0-100°) est réservée à une utilisation en polarimètre.

100 divisions saccharimétriques correspondent à la rotation obtenue en interposant une lame de quartz dextrogyre de 1 mm d'épaisseur. Cette rotation équivaut à 21°40' sur l'échelle des degrés d'arc. On obtient un effet identique en observant à la lumière de la raie D du sodium, à la température de 20°C et sous 20 cm, une solution à 16,20 g de sucre de canne pur pour 100 ml.

Pour réaliser un dosage polarimétrique ou saccharimétrique, le mode opératoire est le suivant :

. On remplit le tube polarimétrique d'eau distillée avant de le disposer dans l'auge du polarimètre.
. La lampe à gaz dans la flamme de laquelle on brûle du chlorure de sodium fondu afin d'obtenir la lumière jaune de la raie D est disposée à une vingtaine de centimètres de l'extrémité de l'appareil.
. Les verniers placés au zéro, on vise à travers l'appareil et, par tirage de l'oculaire, on règle la netteté de la ligne verticale de séparation les deux demi-plages circulaires.

                                                                                   (1)                      (2)                       (3)

Si les deux demi-plages sont également dans la pénombre (2), s'il n'existe entre elles aucune différence de teinte, l'appareil est réglé. Si l'une des demi-plages paraît plus éclairée que l'autre (1 ou 3), on agit sur la vis de réglage du zéro de l'oculaire, dans un sens ou dans l'autre, pour obtenir l'égalité des plages, c'est-à-dire l'équi-pénombre.
L'appareil est réglé lorsque le zéro du cadran coïncidant avec les zéros des verniers, les deux demi-plages sont dans l'équi-pénombre.
. On remplace alors l'eau distillée par la solution à analyser ce qui détruit l'égalité des plages. L'équi-pénombre est rétablie en agissant sur la commande de l'équipage du cadran, le tournant à droite ou à gauche selon que la substance est dextrogyre ou lévogyre...

Si l est la longueur du tube polarimétrique (en dm), c, la concentration en sucre de la solution étudiée (en g/cm3), ρ, le pouvoir rotatoire spécifique de la substance étudiée et α, l'angle de rotation du plan de polarisation (lue, en degrés d'arc sur le cadran du polarimètre), la loi de Biot α = ρ.l.c permet de déterminer la concentration inconnue c.
Dans le cas de l'étude spécifique de matières sucrées et en opérant toujours avec le tube de 20 cm, on utilise la graduation en centièmes saccharimétriques, plus directes...

Le polarimètre est muni d'un dispositif permettant de choisir l'intensité de l'équi-pénombre ce qui peut être très intéressant, par exemple, lors du dosage de solutions colorées et absorbant la lumière. En manœuvrant un levier placé à l'opposé du cadran de lecture par rapport au tube polarimètrique, on provoque une légère rotation du polariseur autour de son axe optique et par rapport aux lignes neutres de la lame demi-onde qui, elle, reste fixe. Dans ces conditions, on diminue l'angle de pénombre et on éclaircit, en même temps, des plages trop sombres pour permettre une bonne lecture.

Le levier de réglage de l'angle de pénombre

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