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POLARIMETRIA

Describir el fenómeno de polarización de la luz.
Explicar los métodos que se utilizan para obtener luz
polarizada.


Explicar el funcionamiento de un polarímetro.

Determinar la actividad óptica de sustancias en solución.
Calcular la rotación específica de las mismas en solución
conociendo su concentración.

Determinar concentraciones de soluciones incógnitas,
sabiendo sus rotaciones específicas y la longitud del tubo
utilizado.

Generalidades sobre la Polarización
La luz natural se representa por una
vibración transversal que tiene lugar en
cada plano perpendicular a la dirección de
propagación.
Con luz polarizada linealmente, el
fenómeno de vibración únicamente tiene
lugar en un solo plano perpendicular a la
dirección de propagación.
La luz como Onda EM transversal
Luz no polarizada y luz polarizada
➲
➲
➲
➲Mecanismos
físicos para obtener luz
polarizada
➲Un
aparato óptico, cuya entrada es luz natural y
cuya salida es alguna forma de luz polarizada, se
conoce razonablemente como polarizador.
➲mecanismos físicos fundamentales :
Dicroismo o absorción selectiva
Polarización por reflexión
Birrefringencia o doble refracción
➲Dicroísmo
➲El
o absorción selectiva
término dicroísmo se refiere a la
absorción selectiva de una de las dos
componentes ortogonales de un haz
incidente.
➲El polarizador dicroico es en sí mismo,
físicamente anisótropo, produciendo una
fuerte asimetría o absorción preferencial de
una de las dos componentes del campo E,
mientras es esencialmente transparente
para la otra.
Polarización por reflexión
La experiencia demuestra que en el
vidrio o en cualquier otro material
dieléctrico, donde incide una onda
de luz no polarizada, existe un
ángulo de incidencia particular
llamado ángulo de polarización (qp),
para el cual el coeficiente de
reflexión de la componente paralela
es nula.
➲
Esto significa que el haz reflejado por el
vidrio está linealmente polarizado en un
plano, aunque su intensidad sea pequeña,
con su plano de vibración perpendicular al
plano de incidencia.
➲
La polarización del haz reflejado puede
verificarse fácilmente mediante un cristal
polarizador que actúe como analizador.
Doble refracción o birrefringencia
Si se observa un objeto ( por ejemplo, un
escrito ), a través de un cristal de Espato
de Islandia (calcita) se lo verá por
duplicado. Los rayos que parten de un
punto del objeto, al atravesar el cristal se
descomponen en dos rayos, que se
refractan de diferente manera.
A este fenómeno por el cual, a un solo
rayo incidente le corresponden dos rayos
refractados se denomina doble refracción
o birrefringencia.
Cristal de Calcita
Doble refracción
Prisma de Nicol
B.C
O
n BC extraordinario > n EI extraordinario
n BC ordinario < n EI ordinario
Actividad Óptica
Considere el dispositivo experimental que se expone a continuación:
Actividad óptica
Es la capacidad que tienen algunas
sustancias
de desviar el plano de la luz polarizada
Por ejemplo, cuarzo, soluciones orgánicas, sacarosa, glucosa
aminoácidos
Es una propiedad relacionada con los carbonos asimétricos
Si desvía en sentido de las agujas del reloj:
DEXTROGIRAS
Si desvía en sentido contrario a las de las agujas del reloj:
LEVOGIRAS
➲
➲
Magnitudes de Medición
El ángulo de rotación del plano de la luz
polarizada depende del tipo de
sustancia atravesada por los rayos, del
espesor y la temperatura, así como
también de la longitud de onda de la luz
utilizada.
➲ En el caso de disoluciones, dependerá
además de la concentración.
➲
El ángulo de rotación medido es
proporcional a una constante del
material (sustancia) que a su vez
depende de la longitud de onda y de
la temperatura.
● Esta constante se denomina
rotación específica, y guarda
además relación con el espesor de
capa atravesada por los rayos y, en
márgenes de concentración
limitados, con la concentración.
➲
➲
➲
La rotación específica
tiene las siguientes
unidades:
➲
Generalmente se ve expresada esta
constante así:
Esto significa que
es la rotación específica medida a la
longitud de onda para la línea D del sodio a
20ºC de temperatura.
➲
➲
El ángulo medido es:
Donde:
➲ l = espesor de la capa (tubo pol) en dm
➲ c = concentración de la solución
ópticamente activa, en gramos de soluto
por cada 100 ml de solución
➲ 100 = factor para expresar en gramos
por ciento la solución y en dm la longitud
➲ f = factor de conversión
➲
Puesto que c = p * d , donde p es el
contenido porcentual de la disolución de
la sustancia ópticamente activa, y d es
el peso específico de la disolución en
g/ml, se tiene:
➲
Para líquidos puros (p = 100%), queda:
POLARIMETRO