DERIVADAS ALGEBRAICAS

POLARIMETRO

El polarímetro es un instrumento mediante el cual podemos determinar el valor de la desviación de la luz polarizada por un estereoisómero ópticamente activo (enantiómero). A partir de un rayo de luz, a través de un filtro polarizador obtenemos un rayo de luz polarizada plana, que al pasar por un portamuestras que contiene un enantiómero en disolución, se desvía. Según la orientación relativa entre los ejes de los dos filtros polarizantes, la luz polarizada pasará por el segundo filtro o no.

Nóta: En química, los enantiómeros (del griego 'ἐνάντιος', enántios, "opuesto", y 'μέρος', méros, "parte" o "porción"), también llamados isómeros ópticos, son una clase de estereoisómeros tales que en la pareja de compuestos uno es imagen especular del otro y no son superponibles, es decir, cada uno es una imagen especular no superponible con la otra, lo mismo que una mano respecto a la otra. Cada uno de ellos tiene, en su nombre, la letra correspondiente: R (del latín rectus, derecho) o S (del latín sinister, izquierdo). Los compuestos enantiopuros son muestras que poseen, dentro de los límites de detección, sólo una de las dos moléculas quirales

Permite medir el ángulo de rotación de sustancias ópticamente activas (como glucosa, sacarosa, ácidos, etc.).

El polarímetro cuenta con una fuente de luz a 589 nm generalmente, la cual pasa por un filtro polarizador obteniendo un rayo de luz polarizada, es decir que vibra en un solo plano. La luz polarizada pasa a través del tubo que contiene la muestra en cuestión, la cual debe ser ópticamente activa para que al pasar la luz se obtenga una desviación o giro. Al final del trayecto se tiene un filtro detector que evalúa el grado de desviación debido a la muestra y despliega el valor en pantalla como ángulo de rotación .

El análisis requiere que la muestra se encuentre en disolución para poder colocarla en el tubo dentro del compartimiento de muestra, que durante mediciones debe permanecer cerrado. La lectura puede obtenerse tanto en escala análoga, leyendo mediante una aguja, o de manera directa en pantalla digital.

El giro de la luz al pasar por la muestra puede realizarse de derecha a izquierda (muestras levógiras) o de izquierda a derecha (muestras dextrógiras), esto por la naturaleza misma de la muestra.

El uso principal de este tipo de equipo esta en industria farmacéutica, cosmética (fragancias) y de alimentos. El valor del ángulo de rotación nos da una idea de la concentración de una sustancia o de su pureza.

En el caso de la aplicación en ingenios azucareros principalmente, a los polarímetros se les ha denominado sacarímetros. Para este tipo de industria se desarrolló la unidad conocida como Escala Internacional del Azúcar (ºZ) que en la mayoría de los equipos ya fue relacionada con el ángulo de rotación y puede leerse de manera directa.

La luz polarizada

Al contrario de lo que ocurre con algunos animales como perros, gatos, peces, etc., el ojo humano no puede distinguir entre la luz polarizada y la no polarizada, por lo que el estudio de esta importante propiedad de la luz no se ha producido hasta fechas más o menos recientes. La luz polarizada puede ser definida como un conjunto de ondas luminosas que vibran todas ellas en un solo plano, mientras que en la luz no polarizada el plano de vibración varía rápidamente, a razón de cien millones de veces por segundo. Se puede visualizar fácilmente el fenómeno con un símil mecánico como, por ejemplo, una cuerda que se hace serpentear formando ondas entre sus dos extremos. Si no existe ningún impedimento —"si no está polarizada", se diría en el caso de la luz— la cuerda puede moverse en cualquier plano, es decir, puede adoptar una vibración perpendicular, paralela u oblicua al suelo, cambiando fácilmente de una situación a otra con un pequeño movimiento de los extremos de la cuerda. Si, por el contrario, la cuerda se mueve entre dos planchas metálicas perpendiculares al suelo y muy próximas, es evidente que sólo podrá vibrar en el plano perpendicular al suelo. En este caso, que corresponde a la luz polarizada, si se colocan dos nuevas planchas metálicas muy próximas pero paralelas al suelo, la vibración de la cuerda se hace imposible. Sólo podrá vibrar si las nuevas planchas se encuentran en la misma posición que las primeras, lo que en el caso de la figura supone que las dos planchas sean situadas en posición perpendicular al suelo. En el caso de la luz, los prismas polarizadores juegan el mismo papel que las planchas metálicas, es decir, cuando un rayo luminoso sólo puede ser observado a través de estos prismas si se encuentran en una posición adecuada uno respecto a otro.

Primeros estudios

Si bien el fenómeno aparece ya descrito en trabajos de Christian Huygens sólo fue estudiado a fondo en el siglo XIX, gracias a las investigaciones de autores como el francés Jean Baptiste Biot (1774-1862) o el alemán Thomas Johann Seebeck (1770-1831). Estos analizaron no solo los ya conocidos efectos producidos por sólidos cristalinos como el espato de Islandia, sino también el comportamiento de disoluciones de ciertas sustancias de origen vegetal y animal. Para confirmar sus experiencias, Biot encargó al constructor de instrumentos Nicolas Fortin (1750-1831) un sencillo aparato que consistía en un prisma analizador y un tubo cilíndrico para introducir la muestra analizada, a través del que pasaba la luz polarizada. De este modo, Biot pudo comprobar que ciertas sustancias de origen natural como “el aceite esencial del laurel” hacían “girar la

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