Поляриметрический анализ

Поляриметрические измерения основаны на определении угла вращения плоскости поляризации света. У обычного луча колебания световой волны происходят во всех плоскостях, перепендикулярных направлению света. Луч, у которого эти колебания происходят только в какой-то одной плоскости, называют поляризованным, а плоскость, в которой происходят колебания, называют плоскостью колебаний. Плоскость перпендикулярная ей, называется плоскостью поляризации. Некоторые кристаллы обладают способностью пропускать свет только определенного колебания. После прохождения такого кристалла луч света становится поляризованным. Вещества, способные изменять плоскость поляризации, называют оптически активными веществами, а не способные – оптически неактивными. При прохождении поляризованного света через оптически активное вещество происходит поворот плоскости поляризации на некоторый угол, называемый углом вращения плоскости поляризации. Вращение называют правым и считают положительным (+), если оно происходит по часовой стрелке, когда смотрят навстречу лучу, и левым и считают отрицательным (-), если оно происходит против движения часовой стрелки. Перед названием или химической формулой правовращающего соединения обычно ставят букву d, а левовращающего l. Оптически неактивную эквимолекулярную смесь право и левовращающих изомеров называют рацемическим соединением. Перед их названием помещают обе буквы. Вращение плоскости поляризации кристаллическими веществами является важной характеристикой кристалла, которая широко используется в технике микроскопии и кристаллохимии. Оптическая активность газообразных или растворенных веществ связана с особенностями строения молекул (например отсутствием у них центра и плоскости симметрии). Угол вращения плоскости поляризации a связан с концентрацией оптически активного вещества в растворе С (г/мл) и толщиной слоя раствора l (дм) соотношением:

a = a_удlC

где a_уд – удельное вращение плоскости поляризации.

Оно зависит от природы вещества, длины волны поляризуемого света, растворителя и температуры. Оптическое вращение растет с уменьшением длины волны. В области полосы спектра поглощения оно достигает максимума и затем быстро падает до минимума, после которого медленно возрастает (эффект Коттона).

В любом приборе для поляриметрического анализа (поляриметре) есть поляризатор и анализатор, между которыми находится трубка с анализируемым раствором. Если поляризатор и анализаторы установлены так, что их плоскости поляризации параллельно между собой, то в отсутствие анализируемого вещества свет будет беспрепятственно проходить через оба устройства и наблюдаться в зрительную трубу. Если, в отсутствие анализируемого вещества, анализатор повернуть на 90^О, т.е. ориентировать так, что его плоскость поляризации будет перпендикулярна плоскости поляризатора, то поляризованный свет через анализатор проходить не будет. Основу количественных поляриметрических методик составляет уравнение, связывающее угол вращения плоскости поляризации с концентрацией раствора. Однако, непосредственный расчет по уравнению производится сравнительно редко, так как удельное вращение плоскости поляризации также зависит от концентрации. Наиболее часто на практике используется метод градуировочного графика в координатах угол вращения – концентрация. Особенно широко применяют поляриметрические методики анализа в сахарной промышленности и некоторых отраслях пищевой промышленности (масложировой и др.), в фармацевтических производствах, парфюмерии и т.д. Смесь оптически активных веществ может быть проанализирована спетрополяриметрическим методом, т.е. измерением угла вращения при разных длинах волн. Методика этого анализа очень близка к методике спектрофотометрического определения двух окрашенных веществ.

Дата добавления: 2015-07-11