Polarimetria

ENTENDIMIENTO DE LA POLARIMETRÍA

Un polarímetro es un dispositivo que mide la rotación de la luz linealmente polarizada por una muestra ópticamente activa. Esto es de interés para los químicos orgánicos, ya que permite la diferenciación entre los estereoisómeros ópticamente activos, es decir, enantiómeros. Enantiómeros, moléculas quirales, son moléculas que carecen de un plano interno de simetría y tienen una imagen especular no superimosable. Una forma de saber estas moléculas aparte es el uso de la polarimetría. La polarimetría también es útil para aplicaciones biológicas porque los aminoácidos, ácidos nucleicos, carbohidratos, y lípidos son todos ópticamente activos. La determinación de la actividad óptica de un compuesto mediante polarimetría permite al usuario determinar diversas características, incluyendo la identidad, del compuesto químico específico que está siendo investigado.

Como se muestra en la Figura 1, la luz incidente no polarizada se transmite a través de un polarizador fijo que sólo permite una cierta orientación de la luz en la muestra. Entonces la muestra hace girar la luz en un único ángulo. A medida que se gire el analizador, la luz girada se transmite al máximo en ese único ángulo, lo que permite al usuario determinar las propiedades de la muestra. Un enantiómero (+) hace girar el plano de luz linealmente polarizada en sentido de las agujas del reloj, dextro, como se ve por el detector. Un enantiómero (-) gira el plano en sentido antihorario, levo.

Figura 1 Esquema de la Polarímetro

Un compuesto siempre tendrá la misma rotación específica en condiciones experimentales idénticas. Para determinar la rotación específica de la muestra, utilizar la ley de Biot:

α = [α] ℓ c

Donde α es la rotación óptica observada en unidades de grados, [α] es la rotación específica en unidades de grados (la unidad formal de rotación específica es grados dm-1 mL g-1, pero la literatura científica utiliza sólo grados), ℓ es la longitud de la célula en unidades de dm, y c es la concentración de la muestra en unidades de gramos por mililitro.

Esta experiencia le permite explorar la interacción entre estos parámetros con el fin de comprender mejor la polarimetría y cómo utilizar un polarímetro.

OBJETIVOS:

En este experimento, se quiere:

• Familiarizarse con el uso del polarímetro.

• La experiencia muestra cómo la longitud del trayecto y la concentración afecta a la rotación observada.

• Calcular la rotación específica para una muestra de azúcar conocido utilizando la ley de Biot.

MATERIALES:

Interfaz LabQuest o computadora

LabQuest App o Logger Pro

Polarímetro Vernier

Celda de muestra Polarímetro

Sacarosa

50 ml Matraces aforados

50 ml probeta

50 ml vaso de precipitados

PROCEDIMIENTO:

PARTE I: EXPLORANDO LA LONGITUD DEL RECORRIDO:

1. Obtener y utilizar gafas y guantes.

2. Preparar con precisión 50 ml de una solución acuosa de sacarosa al 10%.

3. Conecte los dos cables polarímetro Vernier a sus respectivos puertos de su interfaz de adquisición de datos. Inicie el programa de recopilación de datos y seleccione Nuevo en el menú Archivo. Nota: En Logger Pro, esperar hasta que un gráfico de la iluminación (rel) en el eje y, y Ángulo (°) en el eje x aparece antes de continuar.

4. Calibración del polarímetro:

a. Verter el agua destilada en la celda Polarímetro a una altura de 10 cm. Es importante leer la altura con una precisión de 0,1 cm. Leer en la parte inferior del menisco.

b. Coloque la pila en el polarímetro.

c. Iniciar la recopilación de datos y gire lentamente el analizador en sentido horario o en sentido antihorario, como se muestra en la Figura 2, hasta que termine la recolección de datos (15 s). Lentamente girar el analizador que produce curvas más suaves. Nota: Si está utilizando una interfaz LabPro, sólo girar el analizador mientras que la recolección de datos este activa. Permitir unos pocos segundos tanto en el comienzo y el final de la recolección de datos sin mover el analizador.

5. Registre el primer ángulo mayor a 0 °, donde la iluminación es máxima para el blanco. Una manera de localizar este ángulo es el uso de un ajuste gaussiano:

a. Resalte el pico de interés usando la aplicación Logger Pro o LabQuest, como se muestra en la Figura 3. Para obtener los mejores resultados, ser coherente en la forma de seleccionar sus picos.

b. Seleccione Ajustar a curva en el menú Analizar.

c. En la lista de las ecuaciones generales disponibles, seleccione Gauss.

d. Seleccionar probar ajuste en Logger Pro, en LabQuest App, el ajuste se ejecutará automáticamente.

e. El coeficiente B presentada representa el ángulo de la iluminación máxima.

f. A continuación registre este valor como Angleblank.

6. Almacene los recorridos. En Logger Pro, hacerlo seleccionando el último almacén y ejecutar el menú experimento. En App LabQuest, puede almacenar un recorrido tocando el icono archivador.

7. Ahora ya está listo para añadir la muestra ópticamente activa en la celda Polarímetro.

a. Verter la solución de sacarosa en la celda de Polarímetro a una altura de 10 cm. Registre este valor con una precisión de 0,1 cm en la tabla de abajo.

b. Colocar la celda de muestra en el polarímetro.

c. Inicie la recolección de datos y gire lentamente el analizador hacia la derecha o hacia la izquierda hasta que termine la recolección de datos.

8. Registre el primer ángulo mayor a 0 °, donde la iluminación es máxima para la muestra ópticamente activa como Angulomuestra. Repita el paso 5 para determinar el ángulo.

9. Repita los pasos 6-8 para 8 cm, 6 cm, 4 cm y 2 cm. Asegúrese de medir tanto la altura real del líquido y el ángulo de giro del plano de luz polarizada con cada cambio en

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