Uluslararası şeker ölçeği
SI dışı birim · büyüklük: polarizasyon düzleminin dönme açısına göre sakaroz içeriği
Bir şeker çözeltisi ışığın polarizasyon düzlemini çevirmeyi bilir ve bu çevirme, çözünmüş sakarozun niceliğiyle orantılıdır; öyle ki bir tüpün içinden ışık tutup çözümleyicinin kaç derece çevrilmesi gerektiğine bakmak yeter. Buluş Biot'nun olup 1815'te yapılmıştır ve ticaret ona sarılmıştır, çünkü optik hiçbir areometrenin yanıtlamadığı soruyu yanıtlar: şurupta tam olarak ne kadar sakaroz vardır, genel olarak çözünmüş madde değil.
Buradan da yoğunluk yoluyla aynı örneğin ölçüldüğü Brix derecesiyle güzel bir eşleşme doğar. Brix çözünmüş olan her şeyi görür — sakarozu, ters çevrilmiş şekeri, tuzları, boyar maddeleri —, oysa polarizasyon neredeyse yalnız sakaroza karşılık verir; bu yüzden iki sayının farkı, alıcının parasını vermek istemediği o katışıktır. Bu sayıların oranına fabrikada saflık derler ve partinin fiyatını tatlılığın kendisi değil, işte o belirler.
01 · Tanım
Uluslararası şeker ölçeğinin yüz derecesi normal tartıma verilmiştir: 26,000 gram saf sakaroz, çözülüp yüz mililitreye tamamlanmış ve yirmi Celsius derecesinde iki yüz milimetrelik bir tüpten ışıkla geçirilmiştir. Böyle bir örnek, sodyumun sarı çizgisiyle aydınlatıldığında polarizasyon düzlemini 34,626 derece çevirir ve bütün ölçek, yüz sayılıp yüz eşit parçaya bölünmüş bu açıdan başka bir şey değildir.
Polarizasyonu çevirme yetisine optik etkinlik denir ve bu, sakaroz molekülünün kendi ayna görüntüsüyle çakışmamasına dayanır. Çevirme hem derişimle hem de çözelti içindeki yolun uzunluğuyla orantılıdır; orantı katsayısına ise özgül çevirme denir. Sakarozda artı altmış altı buçuktur ve artı, ışına doğru bakan bir gözlemci için saat yönünde, yani sağa dönmeyi demektir.
Çekince burada her uzlaşımlı ölçekte olduğu kadardır. Özgül çevirme dalga boyuna bağlıdır; bu yüzden simgede D harfi durur — sodyumun sarı çizgisi —, gerçi bugünkü sakarimetreler cıvanın yeşil çizgisiyle aydınlatır ve orada yüz dereceye 40,777 derecelik çevirme karşılık gelir. Sıcaklığa ve örneğin kendi derişimine de bağlıdır; öyle ki ICUMSA'nın çizelgeleri düzeltmeleri ayrıca verir, tüp ise termostatta tutulur.
Ayrı bir incelik şuradadır: aygıt sakarozu değil, çözeltide bulunan her şeyin çevirmelerinin toplamını sayar. Katışıklar optikçe etkisiz kaldığı sürece okuma dürüsttür; ama sakaroz glikoz ile fruktoza ayrışsın, çevirme düşer ve hatta işaret değiştirir, çünkü fruktoz sola, glikozun sağa çevirdiğinden daha güçlü çevirir. Olaya ters çevrim denir ve onun üzerine, iki ölçümün farkından sakarozu belirleyen koca bir yöntem kurulmuştur.
Sürgü örnekte toplam ne kadar çözünmüş olduğunu belirler, düğmeler ise orada tam olarak neyin çözünmüş olduğunu seçer. Areometre ile refraktometre her şeyi sırayla sayar ve Brix derecesi verir; polarimetre neredeyse yalnız sakaroza karşılık verir ve şeker ölçeğinin derecelerini verir, öyle ki iki çubuk arasındaki boşluk, kimsenin parasını ödemeyeceği şeker olmayanların ta kendisidir.
Sakaroz bütün kaldığı sürece çevirme, niceliğiyle birlikte sağa doğru artar. Ama parçalanırsa, bir maddeden ayrı yönlere çeviren iki madde çıkar: glikoz sağa elli üç, fruktoz sola doksan iki; öyle ki toplam eksiye gider. İşte bu işaret değişikliği yüzünden olaya ters çevrim adı verilmiştir ve ondan önceki ile sonraki çevirmelerin farkı üzerine Clerget yöntemi kurulmuştur.
02 · Dönüşüm
Aygıtın gösterdiğini girin
Optiğin içinde dönüşümler kesindir, çünkü ölçeğin derecesi sabit bir sayıya bölünmüş açıdan başka bir şey değildir. Yaklaşıklık, optikten kütleye geçilen yerde başlar: derişim açıdan mililitre başına gram olarak elde edilir, kütlece yüzdeler ise çizelgelerden alınan çözelti yoğunluğunu ister.
Tüpün uzunluğu sayfanın ince ayarlarında değiştirilebilir: alışılmışı iki yüz milimetredir, ama koyu şuruplar için yüz, çok seyreltik çözeltiler için dört yüz alınır.
Bu ölçeği gerçekte saklayan şey bir kuvars denetim levhasıdır. Sakaroz ayar olmaya elverişli değildir, çünkü suyu çeker, bulanır ve kendiliğinden yavaşça ters çevrilir; kuvars ise ışığı kendi yapısının gücüyle çevirir ve bunu yıllarca değişmeden yapar, öyle ki bir sakarimetre şekerle değil, aynı ölçeğin dereceleriyle belgelenmiş bir levhayla denetlenir.
| Değer | Açıklama | ||
|---|---|---|---|
| {u} | {name} | {value} | {note} |
03 · Büyüklük mertebeleri
özgül çevirme: sola ve sağa04 · Ölçüm aletleri
Şeker neyle ölçülür
Aygıt kurnazca kurulmuştur: açıyı doğrudan ölçmek yerine, çözeltinin çevirmesini bir kuvars kamanın karşı çevirmesiyle giderir; kama, alan düzgün oluncaya dek kaydırılır. Ölçek bu sırada doğrudan şeker ölçeğinin dereceleriyle bölünmüştür, bu yüzden kullanıcının ne hesap yapması ne de çizelgelere bakması gerekir.
Kimyacının genel aygıtı; ölçeği dürüstçe açı derecelerine bölünmüştür, kaynağı ise tam o D çizgisini taşıyan bir sodyum lambasıdır. Onunla yalnız şekerin değil, optikçe etkin herhangi bir maddenin çevirmesi ölçülür; bu yüzden özgül çevirmenin bütün çizelge değerleri tam da onun üzerinde elde edilmiştir.
Komşu ölçeğin aygıtları: biri ışının bir prizmanın yüzündeki kırılmasını yakalar, öteki bilinen bir hacmi yalnızca tartar ve ikisi de Brix derecesi, yani çözünmüş olan her şeyin toplamını verir. Onlarsız polarizasyon paydası olmayan bir sayı olarak kalır, çünkü bir partinin saflığı bir okumanın ötekine oranı olarak hesaplanır.
Her şekeri ayrı ayrı sayan tek aygıt: örnek bir kolonda ayrılır ve sakaroz, glikoz ile fruktoz için ayrı doruklar elde edilir. Çekişmeli partilerde ve laboratuvar hakemliğinde tam da ona inanılır; polarizasyon ise ticarette kalır, çünkü bir dakika içinde yanıt verir ve ne belirteç ne de kolon ister.
05 · Yazım kuralları
Dönmenin işareti, büyüklüğünden ağır basar
Ölçeğin derecesi büyük Latin harfiyle bitişik yazılır, değer ise bir boşlukla ayrılır. Özgül çevirmede işaret zorunludur, çünkü onsuz düzlemin hangi yöne döndüğü bilinmez; simgede ise dalga boyu ile sıcaklık gösterilir: D harfi sodyumun sarı çizgisinden, üst indis ise yirmi Celsius derecesinden sorumludur. Şeker ölçeğinin dereceleri saf çözelti için bile Brix dereceleriyle bir tutulamaz: sayılar çakışabilir, ama başka şeyler ölçerler.
İkinci yazım işareti atlamıştır ve onsuz büyüklük anlamının yarısını yitirir: sakaroz ile fruktoz sayıdan çok yönle ayrılır. Üçüncüsü polarizasyon ile yoğunluk arasına eşitlik işareti koyar, oysa sayıların çakışması yalnız saf sakarozda olanaklıdır ve hiçbir şey kanıtlamaz. Dördüncüsü genel olarak «şeker»den söz eder, oysa polarimetre yalnız sakarozu görür ve ters çevrilmiş şekeri karşıt işaretle sayar, yani çıkarır.
06 · Komşu birimler
En yakın akraba, aynı örneğin yoğunluk yoluyla okunduğu Brix derecesi ile aynı biçimde kurulmuş, yalnızca bira şırası için olan Plato derecesidir. Her iki ölçek de «toplam ne kadar çözünmüştür» sorusuna yanıt verir; şeker ölçeği ise «bunun ne kadarı sakarozdur» sorusuna yanıt verir, bu yüzden fabrikada hep birlikte tutulurlar.
yalnız sakaroz
bütün kuru madde
partinin saflığı
Simetrium’un künyelerinden yanında duranlar Brix derecesi ve Plato derecesi, areometre ölçekleri °Bé / °Tw / °API, orada aynı yoğunluk petrolcü usulünce okunur, alkol derecesi, şekerin mayalanmadan sonra gittiği yer, ve kg/m³ cinsinden yoğunluk bütün bu ölçeklerin ortak temeli olarak.
07 · Tarihsel bölüm
Işığın dönmesinden partinin fiyatına
Jean-Baptiste Biot, polarizasyon düzlemini yalnız kristallerin değil, çözeltilerin de çevirdiğini ve çevirmenin büyüklüğünün derişimle arttığını buldu. O zaman kimyasal bir açıklama yoktu, buna karşılık optiğin örneği yok etmeden bir maddenin içine bakabildiği hemen belli oldu ve bu, kuramın kendisinden daha önemli çıktı.
Karl Ventzke, aygıtı açı derecelerine değil, doğrudan şeker yüzdelerine bölmeyi akıl etti; yüz olarak belirli bir tartımın çevirmesini aldı. Kullanıcının o günden sonra ne hesap yapması ne de optik bilmesi gerekti: bir taşıma belgesine geçirilebilecek bir sayı okuyordu ve şeker fabrikası ilk gerçek ölçüm aygıtını edindi.
Clerget, sakarozun parçalanmasındaki işaret değişikliğinin engel değil, alet olduğunu kavradı: örnek ters çevrimden önce ve sonra ölçülürse, çevirmelerin farkı yalnız sakaroza bağlı kalır, çözeltideki başka her şey ise birbirini giderir. Çift polarizasyon yöntemi okumayı bir vuruşta güvenilir kıldı, bulanık fabrika şurupları için bile.
Ulusal ölçekler yüzyıllar boyunca üçüncü basamakta ayrılıyordu; Şeker Çözümlemesinde Tek Düzen Yöntemler Uluslararası Komisyonu ise yüzü normal tartıma ve cıvanın yeşil çizgisine bağlayarak onları tek bir ölçeğe indirdi. O günden beri ham şeker borsa sözleşmesi bu derecelerle yazılır ve bir derecenin onda biri için verilen prim Londra'da da São Paulo'da da aynı anlama gelir.
Şeker ölçeğini kuvars saklar, şeker değil
Böyle bir ölçeğin ayarının sakarozun kendisi olması gerekir sanılır, oysa bu iş için hiç elverişli değildir: sakaroz havadan su çeker, en küçük katışıktan bulanır ve kendiliğinden parçalanır, çözeltisi ise sayılı gün yaşar. Kuvars ise polarizasyon düzlemini kendi yapısının gücüyle çevirir, bunu yıllarca değişmeden yapar ve ne tartım ne de balon ister; bu yüzden sakarimetreler aynı ölçeğin dereceleriyle belgelenmiş bir kuvars levhayla denetlenir.
Şu çıkıyor ki, şekerden ad alan ve şeker ticareti için düşünülen bir büyüklük bir madene, bir dalga boyuna ve bir tüpün biçimine bağlıdır; şekerin kendisi ise bu zincirde ancak sonda, aygıt örneğe baktığında görünür. İşte bu düzen onu bir doğa sabiti değil, uzlaşımlı bir ölçek yapar: burada yeniden üretilen şey şeker değil, aygıtlar arasındaki uyuşmadır; bu yüzden ICUMSA doğayı değil, bir yönergeyi yeniden yazar.
Katalog · ölçü birimleri
Her büyüklük için bir künye
Yedi SI temel birimi, kendi adı olan yirmi iki türetilmiş birim ve sistem dışı büyüklükler; bunlar olmadan ne teknik ne de takvim yürür.