Rotacion especifica. Determinación de la constante de rotación específica y la concentración de la solución de azúcar. Fórmula de rotación específica.

La polarimetría es un método de investigación óptica basado en la capacidad de compuestos ópticamente activos para rotar el plano de vibración de la luz linealmente polarizada (ver Isomería).

Los átomos y moléculas de los cuerpos luminosos emiten ondas electromagnéticas. Cuando hay un completo desorden en la disposición de estas partículas, los cuerpos emiten la llamada luz natural, en la que la oscilación de los vectores de intensidad del campo eléctrico (o magnético) se produce en todos los planos que pasan por la dirección de propagación de la onda luminosa. El orden en la dirección de las oscilaciones del campo se llama polarización de la luz. Esta luz, en la que se producen fluctuaciones en la intensidad de los campos eléctricos (magnéticos) en un plano, se denomina luz polarizada plana, y el plano en el que fluctúa la intensidad del campo magnético de los rayos de luz se denomina plano de polarización. La luz polarizada se puede producir haciendo pasar luz natural a través de prismas polarizadores hechos de cristales especiales. Estos cristales incluyen cristales de espato de Islandia, a partir de los cuales generalmente se preparan prismas polarizadores (prismas de Nicol). Cuando la luz polarizada pasa a través de una solución de una sustancia ópticamente activa, el plano de polarización gira, pero solo puede detectarse utilizando un segundo prisma polarizador similar (analizador). El estudio de la rotación del plano de polarización se utiliza para estudiar la estructura de compuestos ópticamente activos, así como para su determinación cuantitativa. La actividad óptica se caracteriza por el valor de rotación específica [α], es decir, el ángulo de rotación del plano de polarización de una solución que contiene 1 g de un compuesto ópticamente activo en 1 ml con un espesor de capa líquida de 1 dm.

La rotación específica se calcula a partir de la cantidad de rotación de una solución de un compuesto dado con una concentración porcentual conocida:

[α] = α100/l·C
donde α es el ángulo de rotación en grados, C es la concentración en %, l es el espesor de la capa de solución en dm. La rotación específica cambia con la temperatura y la longitud de onda de la luz. Por tanto, la determinación se realiza con luz monocromática a una temperatura determinada. La longitud de onda y la temperatura están marcadas en [a]. Conociendo la rotación específica de un compuesto dado a partir de las tablas de referencia y determinando el ángulo de rotación de la solución de este compuesto, es fácil calcular la concentración:

C = α100/[α]l
La solución no debe contener otros compuestos ópticamente activos.

Para determinar la rotación del plano de polarización, se utilizan instrumentos ópticos-polarímetros. El polarímetro (Fig. 1) consta de dos prismas polarizadores: uno fijo, un polarizador, y otro giratorio, un analizador y un tubo con la solución problema. El ángulo de rotación se puede determinar ajustando el analizador a una iluminación igual en todo el campo de visión, primero sin solución y luego con una solución de un compuesto ópticamente activo. En este caso, el analizador debe girarse en un ángulo igual al ángulo de rotación del plano de polarización de la solución en estudio. El ángulo de rotación se mide en un círculo con divisiones (limbo). Si después de instalar el tubo con la solución se gira el analizador en el sentido de las agujas del reloj, entonces hablamos de rotación hacia la derecha (+), si en el sentido contrario a las agujas del reloj, hablamos de rotación hacia la izquierda (-). Para mejorar la precisión, los polarímetros están equipados con piezas de cuarzo adicionales. En algunos polarímetros, la nivelación de la iluminación después de instalar la solución y medir la concentración de una sustancia ópticamente activa se realiza mediante el movimiento lineal de una cuña de cuarzo. La precisión de los polarímetros convencionales es de 0,05°. Para obtener luz monocromática se suelen utilizar filtros. El método de polarimetría se utiliza ampliamente en los laboratorios; En los laboratorios clínicos y en los laboratorios de la industria alimentaria, la polarimetría se utiliza para determinar el contenido de azúcar. Los polarímetros utilizados para determinar el contenido de azúcar de caña se denominan sacarímetros (Fig. 2).

Arroz. 1. Esquemas de polarímetros de varios tipos: a - sistema con dos placas de bicuarzo; b - penumbral con nicol; c - penumbra con dos nicoles. 1 - polarizador; 1" y 1" - nicoli; 2 - placa de bicuarzo; 3 - tubo con solución; 4 - analizador (a la derecha - diagramas de iluminación de campos polarimétricos).

Arroz. 2. Polarímetro-sacarímetro de cuña SOK (diagrama): 1 - iluminador; 2 - filtro de luz; 3 - diafragma; 4 - lente; 5 - nicole; 6 tubos para la solución de prueba; 7 - cuña de cuarzo fija; 8 - cuña de cuarzo móvil; 9 - analizador; 10 oculares; 11 - tapa; 12 - tornillo; 13 - lupa.

2. Antes de conectar el dispositivo a la red, configure la sensibilidad mínima del dispositivo girando la perilla “Setup 100” en sentido antihorario hasta que se detenga.

3. Verificar la correspondencia de la posición cero de la aguja del microamperímetro, si es necesario ajustarla con el tornillo 7 del corrector (Fig. 3).

4. Inserte el absorbente verde "3" con el mango "Absorbers".

5. Conecte el dispositivo a la red.

6. Abra la tapa 1 del fotoelectrocolorímetro y retire el portaceldas.

7. Retire la cubeta de “Disolvente”, llénela con agua hasta 2/3 de su volumen y colóquela en su lugar. Instale el soporte de la cubeta en el fotocolorímetro. No cierre la tapa de la cámara de la cubeta.

8. Utilice el mango 3 “Cuvettes” para colocar la cubeta con el disolvente en el camino del flujo luminoso.

9. Ponga a cero en la escala del microamperímetro usando el mango 5 “Configuración 0”.

10. Cierre la tapa 1 del compartimento de la cubeta y utilice la manija 4 “Configuración 100” para ajustar la aguja del microamperímetro a la centésima división.

11. Abra la tapa 1 de la cámara de cubetas y retire el soporte de cubetas. Retire la cubeta vacía, llénela 2/3 del volumen con la solución de prueba de la concentración más baja y reemplácela.

N a la tabla 1.

14. Abra la tapa 1 de la cámara de cubetas y retire el soporte de cubetas. Retire la cubeta con la solución problema y viértala en un frasco con una solución de la misma concentración. Limpie la cubeta, llénela 2/3 de su capacidad con la siguiente solución y sustitúyala.

15. Coloque el soporte de la cubeta en el fotocolorímetro. Usando el mango 3 “Cuvettes”, coloque la cubeta con la solución de prueba en el camino del flujo de luz. Cierre la tapa de la cámara de la cubeta.

16. Tome una lectura en la escala del microamperímetro 6 y anote N a la tabla 1.

17. Repita los pasos 14 – 16 con las soluciones restantes.

18. Realice dos series más de experimentos según los puntos 14 – 16 con todas las soluciones, comenzando por la solución de menor concentración. No olvides drenar la última solución.

19.Desconecta el dispositivo de la red.

Procesamiento de resultados de medición.

	1. Por valores				Determine N para todos los experimentos.					Usando
fórmula (9). Registre sus resultados en la Tabla 1.
	2. Usando la Tabla 2, determine D para todos (ver nota) y su media
su valor, ingrese los resultados en la tabla 1.
										Tabla 2
	Nota. La primera columna de la tabla da los valores de óptica.
densidad del cielo			D hasta 0,1, y sus centésimas se colocan en la línea superior

Comparte. En la intersección de una fila y una columna, se dan los valores de transmitancia correspondientes. Cuando busque valores de absorbancia correspondientes a valores de transmitancia inferiores a 0,081, primero aumente la transmitancia dada 10 veces, luego encuentre el valor de absorbancia correspondiente a la transmitancia obtenida y agregue uno a este valor.

3. Calcule su error absoluto para todos los valores de D usando la fórmula D | D av D medidas | , encuentre el valor promedio de D,

registre los resultados en la tabla 1.

Nota. Si el resultado del cálculo del error absoluto en la densidad óptica es cero, entonces acepte D 0,01.

4. Basado en los valores promedio de densidad óptica D promedio para todos

concentraciones conocidas, teniendo en cuenta su error absoluto, construya un gráfico de calibración D f (C).

5. Marca en la gráfica el punto correspondiente a la densidad óptica promedio de una solución de concentración desconocida.

6. Marque en la gráfica el intervalo del error absoluto promedio en la densidad óptica de una solución de concentración desconocida.

7. Determine la concentración de la solución a partir del gráfico. Cx,

bajando la perpendicular al eje de coordenadas correspondiente.

8. Determine el error absoluto de la concentración de la solución a partir del gráfico (vea el ejemplo en la página 15).

9. Determine el error relativo al determinar la concentración de una solución desconocida usando la fórmula:

Preguntas de control

1. ¿Cuál es el fenómeno de absorción de luz por la materia?

2. ¿Qué es la intensidad de la luz? ¿En qué unidades se mide?

3. ¿Qué ley describe el fenómeno de la absorción de luz por la materia? Formúlelo y escríbalo matemáticamente.

4. ¿Cuál es el significado físico del coeficiente de absorción? ¿En qué unidades se mide y cómo se designa?

5. ¿Qué es la transmitancia? ¿En qué unidades se mide y cómo se designa?

6. ¿Qué es la densidad óptica? ¿En qué unidades se mide y cómo se designa?

7. Formule y escriba la ley de Beer.

8. Formular y escribir la ley. Bouguer-Lambert.

9. Dibuje el diagrama óptico de un fotoelectrocolorímetro y describa el propósito de sus partes principales.

10. ¿Cuál es el método para determinar la concentración de una sustancia en una solución utilizando un fotoelectrocolorímetro?

Trabajo de laboratorio No. 5.

DETERMINACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN DE AZÚCAR EN SOLUCIÓN CON UN TACARÍMETRO

Objeto del trabajo: estudiar los patrones generales de polarización de la luz; familiarizarse con la estructura y el principio de funcionamiento de un sacarímetro; Determine la concentración de azúcar en la solución y la constante de rotación específica del azúcar.

Equipo: sacarímetro, cubetas con soluciones de azúcar.

Información teórica básica.

La radiación luminosa forma parte de un amplio espectro de ondas electromagnéticas. Onda electromagnética Se llama campos magnéticos y eléctricos alternos que se generan mutuamente y se propagan en el espacio. De la teoría electromagnética de la luz se deduce que las ondas luminosas son transversales. En cada punto de la línea de propagación de dicha onda, perpendicular a su dirección

distribuidas en)	oscilar dos vectores cha-
características: tensión		campo eléctrico				inducción
					mi y
campo magnético b. Vectores e		y B son mutuamente perpendiculares entre
usted mismo (Fig. 1).
El vector de intensidad del campo eléctrico se llama luz.
			vector, ya que fi-
			fisiológico,
			místico,		fotovoltaica
			acciones lógicas y otras
				son causados ​​por col-
				persona
Arroz. 1. Diagrama de ondas electromagnéticas			percibe
			eléctrico

Emitiendo ondas de luz electromagnética.

La luz es la radiación electromagnética total de muchos átomos de una fuente de luz. Los átomos emiten ondas de luz independientemente unos de otros, por lo que una onda de luz emitida por el cuerpo en su conjunto se caracteriza por todas las posibles coincidencias igualmente probables.

Arroz. 2. Oscilaciones del vector luminoso en luz natural (a) y polarizada (b)

fluctuaciones del vector de luz. La luz con todas las direcciones posibles de oscilaciones del vector de luz se llama natural (Fig. 2 a).

El sol, las lámparas incandescentes, las lámparas de mercurio y las lámparas fluorescentes son fuentes de luz natural. La luz en la que las direcciones de oscilaciones del vector de luz están ordenadas de alguna manera se llama

polarizado (Figura 2 b). Si co-

las fluctuaciones del vector de luz ocurren solo en un plano,

la luz se llama polarizada en el plano

baño El plano en el que oscila el vector de luz se llama plano.

polarización (Fig. 3).

La polarización de la luz se produce cuando la luz se refleja en la superficie de los dieléctricos, durante la refracción en ellos, así como cuando la luz atraviesa algunos cristales (cuarzo, turmalina, espato de Islandia). Estas sustancias, llamadas polarizadores (polaroides), transmiten vibraciones paralelas a un solo plano (el plano de polarización) y bloquean completamente las vibraciones perpendiculares a este plano.

Cuando la luz natural incide en el límite dieléctrico (Fig. 4), las ondas de luz refractadas y reflejadas resultan estar parcialmente polarizadas.

El grado de polarización del haz reflejado cambia al cambiar el ángulo de

Dénia. Hay un ángulo

Arroz. 3. Onda polarizada y plano de polarización.

Arroz. 4. Polarización de la luz durante la reflexión y la refracción.

incidencia, en la que el haz reflejado está completamente polarizado y el haz refractado está lo más polarizado posible. Este ángulo de incidencia se llama ángulo de polarización completo o Ángulo de Brewster α Hno.

El ángulo de Brewster se puede determinar mediante Ley de Brewster del mismo nombre.: si el ángulo de incidencia es igual al ángulo de Brewster, entonces

los rayos reflejados y refractados son mutuamente perpendiculares, mientras que la tangente del ángulo de polarización total es igual a la relación entre el índice de refracción absoluto del segundo medio y el índice de refracción absoluto del primero:

Br n 1

donde n 2 y n 1 son los índices de refracción absolutos del segundo y primer medio, respectivamente.

El ojo no distingue la luz natural de la luz polarizada, por lo que la luz polarizada se detecta mediante fenómenos que le son exclusivos. La luz polarizada se puede detectar utilizando un polarizador convencional. Los polarizadores diseñados para estudiar la luz polarizada se denominan analizadores, es decir. la misma Polaroid se puede utilizar como polarizador y como analizador.

La polarización de la luz en las polaroides obedece a la ley de Malus: si la luz natural pasa a través de dos dispositivos polarizadores, cuyos planos de polarización están ubicados formando un ángulo entre sí, entonces la intensidad de la luz transmitida por dicho sistema (Fig. 5) será será proporcional a cos2, mientras que en el primer polarizador la luz se pierde la mitad de su intensidad:

			yo como porque 2	yo 0 cos2,

donde I es la intensidad de la luz polarizada que pasa a través del polarizador y el analizador;

Yo como – intensidad de la luz natural;

I 0 – intensidad de la luz polarizada que pasa a través del polarizador; α es el ángulo entre los planos de polarización del analizador y el polarizador.

Figura 5. Paso de la luz a través del sistema polarizador-analizador.

Si los planos de polarización del analizador y del polarizador son paralelos (=0, 2), de la ley de Malus se deduce que a través del analizador pasa luz de la máxima intensidad posible. Si los planos de polarización del analizador y el polarizador son perpendiculares (= /2, 3 /2), entonces no pasará ninguna luz a través del analizador.

La intensidad de la luz no tiene una definición precisa. Este término se utiliza en lugar de los términos flujo luminoso, brillo, iluminación, etc. en los casos en que su contenido específico no es importante, y solo es necesario enfatizar su mayor o menor valor absoluto. Más a menudo en óptica. intensidad de luz se llama potencia de radiación a través de la superficie de una unidad de área, es decir, la energía de radiación que pasa por unidad de tiempo a través de la superficie de una unidad de área. En este caso, la unidad de intensidad en SI: =1 W/m2 ( vatio por metro cuadrado).

Cuando la luz polarizada pasa a través de algunos cristales (cuarzo, cinabrio y otros), así como a través de soluciones de azúcar, urea y proteínas, el plano de vibración gira un cierto ángulo. Este fenómeno se llama rotación del plano de oscilaciones de campo -

luz representada. Sustancias que rotan el plano de polarización.

se llaman ópticamente activos.

Para la mayoría de los cristales ópticamente activos se ha descubierto la existencia de dos modificaciones, rotando el plano de polarización en el sentido de las agujas del reloj (diestros) y en el sentido contrario a las agujas del reloj (zurdos) para un observador que mira hacia el haz.

En soluciones, el ángulo de rotación del plano de polarización es proporcional al espesor de la solución y a la concentración de la sustancia ópticamente activa:

0 l C,

donde o es la constante de rotación específica; l es el espesor de la solución;

C es la concentración de la sustancia ópticamente activa.

Significado físico La constante de rotación específica es que muestra en qué ángulo gira el plano de polarización de una sustancia ópticamente activa de concentración unitaria al pasar luz de una longitud unitaria. En general, depende de la temperatura de la solución y de la longitud de onda de la luz que pasa a través de la solución.

Unidad de medida de la constante de rotación específica en SI: [φ 0 ]=1

rad/m∙% (radianes por metro-porcentaje).

En la producción se utiliza ampliamente la Escala Internacional del Azúcar, en la que 100 S = 34,62 grados angulares. Teniendo esto en cuenta, la unidad de medida de la constante de rotación específica se puede presentar como: [φ 0 ]=1 S /m∙% ( grado de escala de azúcar en metro por ciento).

Justificación del método

El fenómeno de rotación del plano de vibración de la luz polarizada se utiliza para determinar la concentración de una sustancia ópticamente activa en soluciones mediante instrumentos llamados polarímetros. Los polarímetros cuya escala está graduada en unidades de la Escala Internacional del Azúcar se denominan sacarímetros.

La determinación de la concentración de soluciones de azúcar mediante polarímetros y sacarímetros se utiliza en la investigación agrícola, en laboratorios de las industrias química, alimentaria y petrolera.

El polarímetro más simple (Fig. 6) consta de dos polarizadores, una fuente de luz y un dispositivo para medir valores angulares.

Arroz. 6. Diagrama de un polarímetro simple.

Antes de comenzar las mediciones, los polarizadores se instalan de modo que sus planos de polarización sean mutuamente perpendiculares. En este caso, la luz no pasa a través del sistema polarizador-analizador y el observador ve oscuridad. Si se coloca una sustancia ópticamente activa entre dos polarizadores, el campo de visión se ilumina. Esto ocurre porque la sustancia activa gira el plano de polarización de la luz que sale del primer polarizador en un ángulo φ. Como resultado, parte de la luz pasa a través del analizador y el observador puede notarlo. Para volver a oscurecer, es necesario girar el analizador en contra de la dirección de rotación del plano de polarización en un ángulo igual al ángulo de rotación φ. El ángulo de rotación del analizador es fácil de medir. Conociendo la constante de rotación específica de la sustancia y el espesor de la solución de la sustancia ópticamente activa, podemos usar la fórmula 3 para determinar la concentración de la solución.

A menudo, al medir la concentración de sustancias ópticamente activas en soluciones, se desconoce la constante de rotación específica. En este caso, tomando una solución de concentración conocida C de la misma sustancia, determine el ángulo de rotación del plano de polarización con esta solución de la misma sustancia usando un polarímetro, y la constante de rotación específica o se calcula a partir de la fórmula (3) :

	Con información

Para encontrar la concentración de una solución desconocida Cx, use un polarímetro para determinar el ángulo de rotación del plano de polarización de la luz por esta solución x. Utilizando las fórmulas (3) y (4), siempre que el espesor de las soluciones l sea igual, C x está determinado por la fórmula:

C x C inv.

Con esta determinación de la concentración de una solución desconocida, como se puede ver en la fórmula (5), no es necesario conocer el valor numérico de la constante de rotación específica y el espesor de la capa que gira el plano de polarización de la sustancia.

Descripción de la instalación

En este trabajo se utiliza un sacarímetro universal SU-4 para determinar la constante de rotación específica del azúcar y su concentración en solución. El diagrama esquemático del sacarímetro se muestra en la Figura 7.

Arroz. 7. Diagrama esquemático de un sacarímetro penumbral.

La sustancia en estudio 5 se coloca entre un polarizador penumbral, que consta de dos mitades 3 y 4, y el analizador 6. La transmitancia del analizador cambia de acuerdo con la ley de Malus cuando el ángulo entre el plano de polarización del analizador 6 y la polarización El plano de la luz que incide sobre él cambia.

El uso de polarizadores penumbrales 3 y 4 se debe al hecho de que no es posible ajustar con suficiente precisión un polarizador convencional a la oscuridad. En polarizadores penumbrales la producción

Arroz. 8. Vista del campo de visión en Sakha. el escenario no es para la oscuridad, sino rimetro con campo penumbral - sobre la igualdad de iluminación de las dos mitades de los campos visuales I y II por las dos lentes (Fig. 8a). El ojo humano es muy sensible a las violaciones de la igualdad.

iluminación de dos campos adyacentes (Fig.8 b, c), por lo tanto, utilizando un dispositivo penumbral, la posición del plano de polarización se puede establecer con mucha mayor precisión que instalando

polarizador para la oscuridad.

MINISTERIO DE SALUD DE LA FEDERACIÓN DE RUSIA

ARTÍCULO FARMACOPEA GENERAL

PolarimetríaOFS.1.2.1.0018.15
A cambio del Fondo MundialXII, parte 1, OFS 42-0041-07

La rotación óptica es la propiedad de una sustancia de girar el plano de polarización cuando la luz polarizada la atraviesa.

Dependiendo de la naturaleza de la sustancia ópticamente activa, la rotación del plano de polarización puede tener diferente dirección y magnitud. Si desde el observador al que se dirige la luz que pasa a través de una sustancia ópticamente activa, el plano de polarización gira en el sentido de las agujas del reloj, entonces la sustancia se llama dextrógira y se coloca un signo (+) delante de su nombre; si el plano de polarización gira en sentido antihorario, entonces la sustancia se llama zurda y se coloca un signo (-) delante de su nombre.

La magnitud de la desviación del plano de polarización desde la posición inicial, expresada en grados angulares, se llama ángulo de rotación y se denota con la letra griega α. La magnitud del ángulo de rotación depende de la naturaleza de la sustancia ópticamente activa, la longitud del camino de la luz polarizada en el medio ópticamente activo (sustancia pura o solución) y la longitud de onda de la luz. Para soluciones, el ángulo de rotación depende de la naturaleza del disolvente y de la concentración de la sustancia ópticamente activa. La magnitud del ángulo de rotación es directamente proporcional a la longitud del camino de la luz, es decir, el espesor de la capa de una sustancia ópticamente activa o su solución. El efecto de la temperatura es en la mayoría de los casos insignificante.

Para una evaluación comparativa de la capacidad de varias sustancias para rotar el plano de polarización de la luz, se calcula el valor de rotación específica [α].

La rotación óptica específica es el ángulo de rotación α del plano de polarización de la luz monocromática en la longitud de onda de la línea. D espectro del sodio (589,3 nm), expresado en grados, medido a una temperatura de 20 ºС, calculado para un espesor de capa de la sustancia problema de 1 dm y reducido a una concentración de sustancia de 1 g/ml. Expresado en grados-mililitros por decímetro-gramo [(º) ∙ ml ∙ dm -1 ∙ g -1 ].

A veces se utiliza para medir la línea verde del espectro del mercurio con una longitud de onda de 546,1 nm.

Al determinar [α] en soluciones de una sustancia ópticamente activa, debe tenerse en cuenta que el valor encontrado puede depender de la naturaleza del disolvente y de la concentración de la sustancia ópticamente activa.

Reemplazar el solvente puede provocar un cambio en [α] no solo en magnitud, sino también en signo. Por lo tanto, al dar el valor de rotación específico, es necesario indicar el disolvente y la concentración de la solución elegida para la medición.

La rotación específica se determina en términos de sustancia seca o a partir de una muestra seca, lo que deberá indicarse en la monografía de la farmacopea.

El ángulo de rotación se mide mediante un polarímetro, que permite determinar el ángulo de rotación con una precisión de ± 0,02 ºС a una temperatura de (20 ± 0,5) ºС. Las mediciones de rotación óptica se pueden realizar a otras temperaturas, pero en tales casos el método para tener en cuenta la temperatura debe especificarse en la monografía de la farmacopea. La báscula suele comprobarse mediante placas de cuarzo certificadas. La linealidad de la escala se puede comprobar utilizando soluciones de sacarosa.

La rotación óptica de las soluciones debe medirse dentro de los 30 minutos siguientes al momento de su preparación; Las soluciones o sustancias líquidas deben ser transparentes. Al realizar mediciones, en primer lugar, debe establecer el punto cero del dispositivo o determinar el valor de corrección con un tubo lleno de disolvente puro (cuando se trabaja con soluciones) o con un tubo vacío (cuando se trabaja con sustancias líquidas). Después de configurar el dispositivo en el punto cero o determinar el valor de corrección, realice la medición principal, que se repite al menos 3 veces.

Para obtener el ángulo de rotación α, las lecturas del instrumento obtenidas durante las mediciones se suman algebraicamente con el valor de corrección encontrado previamente.

El valor de la rotación específica [α] se calcula utilizando una de las siguientes fórmulas.

Para sustancias en solución:

yo– espesor de capa, dm;

C– concentración de la solución, g de sustancia por 100 ml de solución.

Para sustancias líquidas:

donde α es el ángulo de rotación medido, grados;

yo– espesor de capa, dm;

ρ – densidad de la sustancia líquida, g/ml.

La medición del ángulo de rotación se lleva a cabo para evaluar la pureza de una sustancia ópticamente activa o para determinar su concentración en una solución. Para evaluar la pureza de una sustancia, el valor de su rotación específica [α] se calcula mediante la ecuación (1) o (2). La concentración de una sustancia ópticamente activa en una solución se encuentra mediante la fórmula:

Dado que el valor de [α] es constante sólo en un determinado rango de concentración, la posibilidad de utilizar la fórmula (3) está limitada a este rango.

Teoría de la polarimetría

La actividad óptica de las sustancias es muy sensible a los cambios en la estructura espacial de las moléculas y a las interacciones intermoleculares.

Estudio de la actividad óptica de sustancias.

Utilizando polarímetros ópticos, se determina la cantidad de rotación del plano de polarización de la luz cuando pasa a través de medios ópticamente activos (sólidos o soluciones).

La polarimetría se usa ampliamente en química analítica para medir rápidamente la concentración de sustancias ópticamente activas (ver Sacarimetría), para la identificación de aceites esenciales y en otros estudios.

• La magnitud de la rotación óptica en soluciones depende de su concentración y de las propiedades específicas de las sustancias ópticamente activas.
• Medir la dispersión rotacional de la luz (espectropolarimetría, determinar el ángulo de rotación al cambiar la longitud de onda de la luz permite estudiar la estructura de las sustancias.

ver también

Literatura

• Volkenshtein M.V., Óptica molecular, M.-L., 1951
• Djerassi K., Dispersión de rotación óptica, trad. De inglés, M., 1962.
• Terentyev A.P., Análisis orgánico, M., 1966

Fundación Wikimedia. 2010.

• Calor especifico
• Conductividad eléctrica

Vea qué es “rotación específica” en otros diccionarios:

Rotacion especifica- ver Capacidad de rotación de compuestos químicos...

rotación específica de la materia- El ángulo que gira el plano de polarización de la radiación óptica de una determinada longitud de onda cuando recorre un camino de longitud unitaria en una sustancia. [GOST 23778 79] Temas: óptica, instrumentos ópticos y mediciones EN rotación específica de... ...

rotación específica de la solución- la relación entre el ángulo que gira el plano de polarización de la radiación óptica de una determinada longitud de onda cuando recorre un camino de longitud unitaria en una solución de una sustancia y la concentración de esta sustancia. [GOST 23778 79] Temas: óptica, óptica ... Guía del traductor técnico

Rotación específica de algunas sustancias orgánicas.- Sustancia Disolvente Rotación específica* Sacarosa Agua +66,462 Glucosa Agua +52,70 ... Libro de referencia química

rotación específica relativa de la materia- La relación entre la rotación específica de una sustancia y la densidad de esta sustancia. [GOST 23778 79] Temas: óptica, instrumentos ópticos y mediciones EN rotación relativa específica de la sustancia DE relativa spezifische Materialdrehung FR rotación relativa spécifique… … Guía del traductor técnico

Rotación del plano de polarización.- onda transversal es un fenómeno físico que consiste en la rotación del vector de polarización de una onda transversal polarizada linealmente alrededor de su vector de onda cuando la onda atraviesa un medio anisotrópico. La onda puede ser electromagnética,... ... Wikipedia

ROTACIÓN DEL PLANO DE POLARIZACIÓN- ROTACIÓN DEL PLANO DE POLARIZACIÓN, cambiando la dirección (plano) de las oscilaciones de los rayos de luz polarizada (ver Polarización óptica). Esta propiedad la poseen: 1. Todos los cuerpos transparentes, si se colocan en un campo magnético (V.p.p. magnético). Para… … Gran enciclopedia médica

ROTACIÓN MAGNÉTICA ESPECÍFICA- lo mismo que (ver VERDE CONSTANTE). Diccionario enciclopédico físico. M.: Enciclopedia soviética. Editor en jefe A. M. Prokhorov. 1983... Enciclopedia física

Capacidad rotacional de compuestos químicos.- La capacidad de rotación de los compuestos químicos se refiere a la capacidad, inherente a algunos de ellos, de desviar el plano de polarización de un haz de luz de su dirección original. Supongamos que en un haz de luz tan polarizada... ... Diccionario enciclopédico F.A. Brockhaus y I.A. Efrón

sacarosa- nombre (químico) derivado de la palabra sacarosa, sinónimo de azúcar de caña; utilizado sistemáticamente para designar carbohidratos de fórmula general C12H22O11 sólo en la presente Enc. sl. y en el volumen 1 op. Tollensa Handb. der Kohlenhidrato (Bresl... ... Diccionario enciclopédico F.A. Brockhaus y I.A. Efrón

La rotación específica del plano de polarización por una sustancia ópticamente activa se define como el ángulo de rotación por unidad de espesor del material transiluminado:

Si el ángulo de rotación se mide en grados angulares y el espesor de la capa yo- en mm, entonces la dimensión de rotación específica será [grados/mm].

En consecuencia, la rotación específica de un líquido ópticamente activo (no una solución) con una densidad c [g/cm 3 ] está determinada por la expresión

Dado que la actividad óptica de los líquidos es mucho menor que la actividad óptica de los sólidos y el espesor de la capa líquida se mide en decímetros, la rotación específica de los líquidos tiene la dimensión [grados cm-3 / (dm g)].

Rotación específica de una solución de una sustancia ópticamente activa en un disolvente ópticamente inactivo con concentración. CON(g/100 ml) de solución se determina mediante la fórmula

En química orgánica, el valor de la rotación molar también se utiliza como un tipo de rotación específica.

Determinación de la concentración de sustancias ópticamente activas disueltas basándose en los resultados de la medición del ángulo de rotación b [grados] con un espesor de capa determinado yo[dm] para una determinada longitud de onda [nm] se produce mediante la ecuación de Biot (1831):

La ley de Biot casi siempre se cumple en la región de bajas concentraciones, mientras que en altas concentraciones se producen desviaciones significativas.

Factores de interferencia en mediciones polarimétricas.

Con cada refracción y reflexión de una superficie no perpendicular a la dirección de la luz, se produce un cambio en el estado de polarización de la luz incidente. De ello se deduce que cualquier tipo de turbidez y burbujas en la sustancia problema debido a la multitud de superficies reduce en gran medida la polarización y la sensibilidad de la medición puede disminuir por debajo de un nivel aceptable. Lo mismo se aplica a la suciedad y los arañazos en las ventanas de las cubetas y en el cristal protector de la fuente de luz.

Las tensiones térmicas y mecánicas en los cristales protectores y en las ventanas de las cubetas provocan una doble refracción y, en consecuencia, una polarización elíptica, que se superpone al resultado de la medición en forma de rotación aparente. Dado que estos fenómenos son en la mayoría de los casos incontrolables y no constantes en el tiempo, se debe tener cuidado para garantizar que no aparezcan tensiones mecánicas en los elementos ópticos.

La fuerte dependencia de la actividad óptica de la longitud de onda (dispersión rotacional), que, por ejemplo, para la sacarosa es del 0,3%/nm en la región de la luz visible, obliga a utilizar bandas espectrales extremadamente estrechas en polarimetría, que normalmente sólo se requieren en interferometría. La polarimetría es uno de los métodos de medición óptica más sensibles (la relación entre el umbral de sensibilidad y el rango de medición es 1/10000), por lo tanto, para mediciones polarimétricas completas, solo la luz estrictamente monocromática, es decir, líneas aisladas del espectro, puede ser usado. Los quemadores de alta presión, que proporcionan una alta intensidad luminosa, no son adecuados para la polarimetría debido al ensanchamiento de las líneas espectrales con los cambios de presión y al aumento de la proporción de fondo de radiación continua en este caso. El uso de bandas espectrales más amplias sólo es posible en instrumentos que compensan la dispersión rotacional, como por ejemplo en instrumentos con compensación mediante cuña de cuarzo (sacárímetro con cuña de cuarzo) e instrumentos con compensación por efecto Faraday. Los instrumentos con cuña de cuarzo tienen opciones de compensación limitadas al medir sacarosa. Al compensar el efecto Faraday mediante la selección adecuada del material, la dispersión rotacional puede estar sujeta a diversos requisitos; sin embargo, no es posible lograr la universalidad de los métodos utilizados.

Cuando se mide con un ancho de banda espectral finito cerca de las bandas de absorción, bajo la influencia de la absorción, se produce un cambio en el centro de gravedad efectivo de la distribución de longitud de onda, lo que distorsiona los resultados de la medición, de lo que se deduce que al estudiar sustancias absorbentes es necesario trabajar con radiación estrictamente monocromática.

Al monitorear flujos continuos de soluciones que fluyen rápidamente, la polarización elíptica resultante de la doble refracción de la luz por el flujo puede degradar la sensibilidad de los métodos de medición polarimétrica y provocar errores graves. Estas dificultades sólo pueden eliminarse mediante una configuración cuidadosa del flujo, por ejemplo, garantizando un flujo laminar paralelo en las cubetas y reduciendo su velocidad. polarización luz rotación óptica