Ενόργανη Χημική Ανάλυση (Θ) Ενότητα 8: Πολωσιμετρία, διαθλασιμετρία Δρ. Αρχοντούλα Χατζηλαζάρου, Αναπληρώτρια Καθηγήτρια Ενόργανης Ανάλυσης και Φυσικοχημείας Τμήμα Οινολογίας και Τεχνολογίας Ποτών Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθήνας Το περιεχόμενο του μαθήματος διατίθεται με άδεια Creative Commons εκτός και αν αναφέρεται διαφορετικά Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.

Περιγραφή Γραμμικά πολωμένο φως Οπτικά ενεργές ενώσεις Ειδική στροφική ικανότητα Πολυστροφισμός Πολωσίμετρα 1

Γραμμικά πολωμένο φως 1/2 Με τον όρο πόλωση ενός ηλεκτροµαγνητικού κύµατος περιγράφεται η συµπεριφορά του ανύσµατος του ηλεκτρικού πεδίου του κύµατος, καθώς αυτό διαδίδεται σ΄ ένα µέσο. Γραµµικά πολωµένο είναι το ηλεκτροµαγνητικό κύµα όταν η ταλάντωση του ηλεκτρικού πεδίου διαμορφώνεται προς µια αυστηρά ορισμένη διεύθυνση. Μια δέσμη φωτός µπορεί να πολωθεί γραμμικά, αν περάσει δια µέσου ενός πολωτή, όπως είναι για παράδειγμα ένα φύλλο πολαρόϊντ. Αυτό είναι µια διάταξη που επιτρέπει τη διέλευση εκείνων των ταλαντώσεων του ηλεκτρικού πεδίου που βρίσκονται επάνω σε επίπεδο κάθετο προς τη διεύθυνση διάδοσης. 2

Γραμμικά πολωμένο φως 2/2 Αν το γραµµικά πολωµένο φως από τον πολωτή προσπέσει σ΄ ένα δεύτερο, ίδιο µε τον πρώτο, πολωτή τότε στρέφοντας τη διεύθυνση πόλωσης του δεύτερου πολωτή µπορούμε να αναλύσουμε την κατάσταση πόλωσης της προσπίπτουσας δέσμης. Για το λόγο αυτό ο δεύτερος πολωτής καλείται αναλυτής. 3

Οπτικά ενεργές ενώσεις Οι ενώσεις που έχουν στο μόριό τους ένα τουλάχιστον ασύμμετρο άτομο άνθρακα, είναι το άτομο του άνθρακα που είναι ενωμένο με τέσσερις διαφορετικούς υποκαταστάτες. Ο οπτικός αντίποδας στρέφει το επίπεδο διάδοσης του πολωμένου φωτός αριστερά ενώ ο άλλος στρέφει το επίπεδο διάδοσης του πολωμένου φωτός προς την ίδια γωνιά δεξιά (οι φυσικές ιδιότητές τους είναι ίδιες).πολωμένου φωτός Επίσης οι οπτικοί αντίποδες έχουν σχέση αντικειμένου - ειδώλου ως προς επίπεδο κάτοπτρο και δεν ταυτίζονται επομένως όταν το ένα εναποτεθεί πάνω στο άλλο. Αναφερόμαστε σε (+)για τα ενεργά μόρια που στρέφουν το πολωμένο φως προς τα δεξιά και σε (-)για τα ενεργά μόρια που στρέφουν το πολωμένο φως προς τα αριστερά. 4

Οπτικά ισομερή 5

Προσδιορισμός της στροφικής ικανότητας [α] D Ορισμένες ουσίες, τις οποίες αποκαλούμε οπτικά ενεργές, έχουν την ικανότητα να στρέφουν το επίπεδο του πολωμένου φωτός κατά μια συγκεκριμένη γωνία. Αυτό ονομάζεται στροφική ικανότητα και είναι μια χαρακτηριστική σταθερά όλων των ουσιών που δεν διαθέτουν κέντρο ή επίπεδο συμμετρίας. Στις περισσότερες περιπτώσεις οφείλεται στην ύπαρξη τουλάχιστον ενός ασύμμετρα υποκατεστημένου ατόμου άνθρακα. H στροφική ικανότητα μετριέται με το πολωσίμετρο. Προσοχή πρέπει να δίδεται στις περιπτώσεις που ενώ υπάρχουν ασύμμετρα άτομα άνθρακα, η ύπαρξη επιπέδου συμμετρίας καθιστά τις ουσίες οπτικά ανενεργές (πχ. μεσομορφές). 6

Πολωσιμετρία, διαθλασιμετρία Η ειδική γωνία στροφής εκφράζεται με το [α] D t και αντιστοιχεί στη μετρούμενη γωνία στροφής μιας ουσίας σε συγκέντρωση 100% (δηλ. 100 g/100 ml) σε κυψελίδα μήκους 1 dm (10 cm) στην αναφερόμενη θερμοκρασία. Ο τύπος που χρησιμοποιείται για την εύρεση της ειδικής γωνία στροφής είναι ο εξής: [α] D t = β. 100 μ. d όπου β = αναγνωσθείσα γωνία στροφής μ = μήκος σωλήνα κυψελίδας σε dm d = συγκέντρωση διαλύματος σε γραμμάρια ανα 100 ml 7

Περιγραφή του πολωσίμετρου Τα όργανα που χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό της γωνίας στροφής ενός διαλύματος ονομάζονται πολωσίμετρα. Η διάταξη του οργάνου αποτελείται από Λυχνία νατρίου ή υδραργύρου που παράγει μονοχρωματικό φως σε συγκεκριμένα μήκη κύματος. Στις περισσότερες περιπτώσεις χρησιμοποιείται η λυχνία νατρίου Na D στα 521 nm. Σε οποιαδήποτε άλλη περίπτωση το μήκος κύματος πρέπει να αναφέρεται. Από ένα Πολωτή του φωτός (πρίσμα Nicol) Κυκλικό διάφραγμα από ειδική ύαλο Ειδικό υποδοχέα (κυψελίδα) του υγρού ή του διαλύματος της προς μελέτη ουσίας. Από ένα Αναλυτή του πολωμένου φωτός (πρίσμα Nicol). Σύστημα μέτρησης της γωνίας στροφής. Στα σύγχρονα πολωσίμετρα το σύστημα μέτρησης είναι ψηφιακό και η γωνία στροφής μετράται αυτόματα. 8

Τέλος Ενότητας

Σημειώματα

Σημείωμα Αναφοράς Copyright Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Αθήνας, Αρχοντούλα Χατζηλαζάρου Αρχοντούλα Χατζηλαζάρου. «Ενόργανη Χημική Ανάλυση (Θ). Ενότητα 8: Πολωσιμετρία, διαθλασιμετρία». Έκδοση: 1.0. Αθήνα Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: ocp.teiath.gr.ocp.teiath.gr

Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά, Μη Εμπορική Χρήση Παρόμοια Διανομή 4.0 [1] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό. Οι όροι χρήσης των έργων τρίτων επεξηγούνται στη διαφάνεια «Επεξήγηση όρων χρήσης έργων τρίτων». Τα έργα για τα οποία έχει ζητηθεί και δοθεί άδεια αναφέρονται στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». [1] Ως Μη Εμπορική ορίζεται η χρήση: που δεν περιλαμβάνει άμεσο ή έμμεσο οικονομικό όφελος από την χρήση του έργου, για το διανομέα του έργου και αδειοδόχο που δεν περιλαμβάνει οικονομική συναλλαγή ως προϋπόθεση για τη χρήση ή πρόσβαση στο έργο που δεν προσπορίζει στο διανομέα του έργου και αδειοδόχο έμμεσο οικονομικό όφελος (π.χ. διαφημίσεις) από την προβολή του έργου σε διαδικτυακό τόπο Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί.

Επεξήγηση όρων χρήσης έργων τρίτων Δεν επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου, παρά μόνο εάν ζητηθεί εκ νέου άδεια από το δημιουργό. © διαθέσιμο με άδεια CC-BY διαθέσιμο με άδεια CC-BY-SA διαθέσιμο με άδεια CC-BY-NC-SA διαθέσιμο με άδεια CC-BY-NC Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου και η δημιουργία παραγώγων αυτού με απλή αναφορά του δημιουργού. Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου με αναφορά του δημιουργού, και διάθεση του έργου ή του παράγωγου αυτού με την ίδια άδεια. Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου με αναφορά του δημιουργού. Δεν επιτρέπεται η εμπορική χρήση του έργου. Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου με αναφορά του δημιουργού. και διάθεση του έργου ή του παράγωγου αυτού με την ίδια άδεια Δεν επιτρέπεται η εμπορική χρήση του έργου. διαθέσιμο με άδεια CC-BY-ND Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου με αναφορά του δημιουργού. Δεν επιτρέπεται η δημιουργία παραγώγων του έργου. διαθέσιμο με άδεια CC-BY-NC-ND Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου με αναφορά του δημιουργού. Δεν επιτρέπεται η εμπορική χρήση του έργου και η δημιουργία παραγώγων του. διαθέσιμο με άδεια CC0 Public Domain διαθέσιμο ως κοινό κτήμα Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου, η δημιουργία παραγώγων αυτού και η εμπορική του χρήση, χωρίς αναφορά του δημιουργού. χωρίς σήμανσηΣυνήθως δεν επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου.

Διατήρηση Σημειωμάτων Οποιαδήποτε αναπαραγωγή ή διασκευή του υλικού θα πρέπει να συμπεριλαμβάνει:  το Σημείωμα Αναφοράς  το Σημείωμα Αδειοδότησης  τη δήλωση Διατήρησης Σημειωμάτων  το Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων (εφόσον υπάρχει) μαζί με τους συνοδευόμενους υπερσυνδέσμους.

Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στo πλαίσιo του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθηνών» έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.