DISPENSE DEL CORSO DI LABORATORIO DI CHIMICA – FISICA 1

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luminosa (lampada al Sodio o a Mercurio) resa almeno approssimativamente monocromatica (in genere mediante opportuni filtri), due prismi di Nicol tra i quali è posta la cella contenente il campione ed un oculare (Figura 33). Filtro Nicol polarizzatore Cella portacampione Nicol analizzatore Oculare Figura 33. Schema generale di un polarimetro Il primo Nicol (polarizzatore) rende la luce linearmente polarizzata: in assenza di sostanze otticamente attive nella cella e con il secondo Nicol (analizzatore) coassiale con il primo, il piano della luce rimane invariato. All’oculare giunge pertanto una radiazione la cui intensità è pari a I = kI0dove I 0 è l’intensità della radiazione polarizzata che fuoriesce dal primo Nicol, mentre il coefficiente k (k < 1) tiene conto delle perdite per riflessioni e assorbimento da parte del secondo Nicol e della cella. Poiché l’intensità di una radiazione luminosa è proporzionale al quadrato dell’ampiezza di oscillazione del vettore campo elettrico associato, la componente della radiazione incidente in grado di attraversare il secondo Nicol quando questo è ruotato di un certo angolo θ rispetto al primo, è ottenibile scomponendo il vettore campo elettrico in due componenti: una nel piano della sezione principale del prisma e una nel piano ad essa normale. Risulterà pertanto: I = kI θ (5.3) 2 0 cos Ne consegue che quando il Nicol analizzatore è “incrociato” al polarizzatore, cioè quando le sezioni principali dei due prismi sono mutuamente ortogonali (θ = 90°) all’oculare non giunge alcuna radiazione luminosa (cos θ = 0 e quindi I = 0). Ovviamente quando le due sezioni sono parallele è θ = 0° e conseguentemente I = kI0, cioè l’intensità luminosa incidente sull’oculare è massima. Quando nella cella è posta la sostanza otticamente attiva, questa produrrà una rotazione del piano di polarizzazione della luce pari ad α: in questo caso il massimo di intensità luminosa incidente sull’oculare si avrà quando l’angolo θ formato dalle sezioni principali dei due prismi sarà anch’esso pari ad α. Negli strumenti 40
tradizionali, data la difficoltà di cogliere visivamente l’intensità massima, l’individuazione dell’angolo α è effettuata mediante confronto delle intensità luminose di diverse zone in cui è diviso il campo visivo e che corrispondono ad angoli di polarizzazione sfasati tra loro. In questo modo l’individuazione dell’angolo è molto più accurata. Negli strumenti più recenti la ricerca dell’angolo avviene automaticamente e la lettura è effettuata direttamente su un display. Studio cinetico della reazione di mutarotazione del glucosio Il glucosio, carboidrato di formula grezza C6H12O6, esiste in due forme isomere detti rispettivamente anomero α e anomero β. I due isomeri differiscono per la configurazione assoluta del carbonio emiacetalico dell’anello glucosidico. La molecola di glucosio, tuttavia, ha 5 centri chirali e le due forme isomere α e β mostrano diverso (ma non opposto) potere rotatorio specifico. Le due forme, stabili allo stato solido, si interconvertono in soluzione acquosa secondo il seguente processo di equilibrio: OH CH2OH OH Il processo può pertanto essere studiato da un punto di vista cinetico seguendo nel tempo la variazione del potere ottico rotatorio. Cinetica dei processi di equilibrio Consideriamo un processo di equilibrio semplice del tipo: k A B 1 1 k − in cui entrambe le reazioni diretta e inversa sono del primo ordine. La legge cinetica differenziale per un tale processo è pertanto del tipo: O OH OH [ ] dA − = k1[ A] − k−1[ B] (5.4) dt 41 OH CH 2OH OH α-glucosio β-glucosio O OH OH
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Altri metodi di fitting Tra i vari
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