KWALIFIKACJA CHM4 - STYCZEŃ 2016

PYTANIE NR 19.
W celu identyfikacji czterech próbek cukrów zbadano ich skręcalność właściwą. Błąd systematyczny pomiaru wynosił + 10%. Wynik próbki pierwszej to + 57,8°. Na podstawie danych zawartych w tabeli można stwierdzić, że badanym cukrem jest
Ilustracja przedstawia tabelę, która zawiera dane dotyczące skręcalności właściwej roztworów niektórych związków optycznie
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Błąd systematyczny +10% oznacza, że wskazanie jest zawyżone względem wartości rzeczywistej.
Aby porównać wynik z tabelą, należy skorygować odczyt (np. podzielić przez 1,10) i dopiero wtedy dopasować cukier po wartości i znaku skręcalności. Po korekcie wynik odpowiada wartości dla glukozy.

Pełne wyjaśnienie:

W polarymetrii skręcalność właściwa (często podawana w tabelach) jest wielkością charakterystyczną dla substancji chiralnych, w tym wielu cukrów. Identyfikacja próbki polega na porównaniu wyniku (po uwzględnieniu błędów pomiaru) z danymi tabelarycznymi.

W zadaniu podano błąd systematyczny równy +10%. Taki błąd oznacza stałe "przesunięcie" wskazań w jednym kierunku: wynik jest zawyżony w stosunku do wartości rzeczywistej. Dlatego nie należy mechanicznie "dodać 10% do wyniku", tylko zinterpretować relację między wskazaniem a wartością rzeczywistą. Typowo dla błędu względnego dodatniego przyjmuje się model: wskazanie = 1,10 · wartość rzeczywista, więc wartość rzeczywista = wskazanie / 1,10. Następnie skorygowaną wartość porównuje się z tabelą.

Wynik ma znak dodatni, więc odpadają cukry, których skręcalność w warunkach tabeli jest ujemna. Odpowiedź "glukoza." jest poprawna, ponieważ po korekcie na błąd systematyczny otrzymuje się wartość zgodną z tablicową skręcalnością właściwą glukozy (zarówno co do znaku, jak i wielkości).

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne w tym zadaniu?

  • "maltoza." – mimo że może mieć skręcalność dodatnią, jej wartość tabelaryczna nie pasuje do wyniku po korekcie o +10%.
  • "fruktoza." – w typowych danych tabelarycznych ma skręcalność o przeciwnym znaku, więc nie pasuje do dodatniego wyniku.
  • "sacharoza." – jej skręcalność jest dodatnia, ale liczbowo nie odpowiada skorygowanemu wynikowi z pomiaru.

Wskazówka egzaminacyjna: przy błędach procentowych najpierw ustal, czy błąd powoduje zawyżanie czy zaniżanie wskazań, a dopiero potem wykonaj przeliczenie. Unikniesz wtedy częstego błędu "+10% = dodaj 10% do wartości", który nie zawsze odpowiada treści zadania.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Skręcalność właściwa to wielkość opisująca, jak silnie dana substancja optycznie czynna skręca płaszczyznę światła spolaryzowanego w ustalonych warunkach. Służy m.in. do identyfikacji cukrów i kontroli jakości, bo różne związki mają różne wartości oraz znaki skręcalności.
Dodatni błąd systematyczny oznacza, że wyniki są zawyżane w sposób stały. W praktyce często interpretuje się to jako zależność: wskazanie = 1,10 · wartość rzeczywista. Wtedy do porównania z tabelą trzeba obliczyć wartość rzeczywistą, dzieląc wynik przez 1,10.
Jeśli przyjmiesz model błędu względnego: wskazanie = 1,10 · wartość rzeczywista, to korekta polega na obliczeniu: wartość rzeczywista = wskazanie / 1,10. Dopiero ta wartość powinna być porównywana z danymi tabelarycznymi skręcalności właściwej.
Znak informuje o kierunku skręcania płaszczyzny polaryzacji światła. Dwa związki mogą mieć podobne wartości bezwzględne, ale przeciwny znak. Dlatego dodatni wynik od razu wyklucza substancje o skręcalności ujemnej w tych samych warunkach pomiaru.
Najczęściej uczniowie: (1) dodają/odejmują 10% "wprost" bez sprawdzenia, czy błąd dotyczy wskazania czy wartości rzeczywistej, (2) ignorują znak skręcalności, (3) porównują wartość nieskorygowaną z tabelą. Pomaga zapisanie zależności w postaci równania.
Często wystarcza, jeśli tabela dotyczy tych samych warunków (np. rozpuszczalnik, temperatura, długość fali) i wartości dla badanych związków są rozróżnialne. W praktyce laboratoryjnej dodatkowo kontroluje się warunki pomiaru oraz kalibrację aparatu, by uniknąć błędów systematycznych.
Polarymetrię wykorzystuje się m.in. przy kontroli surowców i półproduktów zawierających cukry, przy ocenie czystości, wykrywaniu domieszek oraz w procesach, gdzie ważna jest zawartość określonego cukru. To metoda szybka i nieniszcząca, ale wrażliwa na błędy aparatury.
Odróżnienie polega na porównaniu skorygowanej wartości skręcalności (uwzględniającej błąd pomiaru) z wartościami w tabeli. Glukoza i sacharoza mają zwykle dodatni znak, więc kluczowa staje się zgodność liczby po korekcie oraz zgodność warunków pomiaru podanych w tabeli.
Sprawdź, czy w tabeli i w Twoim pomiarze są zgodne warunki: temperatura, długość fali (np. linia sodowa), rozpuszczalnik i sposób podania stężenia. Jeśli warunki są inne, proste porównanie może dać błędną identyfikację, nawet przy poprawnych obliczeniach.
Ćwicz schemat: interpretacja błędu → zapis równania → korekta wyniku → porównanie z tabelą. Rozwiązuj zadania z różnymi znakami błędu (+/−) i zwracaj uwagę na to, czy błąd dotyczy wskazania czy wartości rzeczywistej. To najszybciej redukuje pomyłki na egzaminie.
info

Około 49% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. trudne

Według specjalistów z branży: "Po korekcie wynik odpowiada wartości dla glukozy."

Źródła:

  • IUPAC Compendium of Chemical Terminology (Gold Book): hasło "specific rotation" – https://goldbook.iupac.org/terms/view/S05765 (dostęp: 2026-02-28)
  • PubChem: D-Glucose – sekcja "Optical Rotation" – https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/D-Glucose (dostęp: 2026-02-28)
  • PubChem: D-Fructose – sekcja "Optical Rotation" – https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/D-Fructose (dostęp: 2026-02-28)

Materiały:

  • Instrukcja obsługi polarymetru stosowanego w pracowni/zakładzie
  • Podręcznik analizy instrumentalnej (dział: polarymetria)
  • Karty charakterystyki i/lub dokumentacja jakościowa surowców cukrowych

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego