Polarímetro

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Un polarímetro digital automático

Un polarímetro [1] es un instrumento científico utilizado para medir el ángulo de rotación causada por el paso de luz polarizada a través de un ópticamente activo sustancia. [2]

Algunas sustancias químicas son ópticamente activos, y polarizada (unidireccional) luz girará hacia la izquierda (sentido contrario a las agujas del reloj) o hacia la derecha (sentido horario) cuando pasa a través de estas sustancias. La cantidad en la que la luz se hace girar se conoce como el ángulo de rotación.

Contenido

[ editar ] Historia

Polarización por reflexión fue descubierto en 1808 por Étienne-Louis Malus (1775-1812). [2]

[ editar ] Construcción

El polarímetro se compone de dos prismas de Nicol (el polarizador y el analizador). El polarizador es fijo y el analizador se puede girar. Los prismas pueden ser comparados a como rendijas S1 y S2. Las ondas de luz se puede considerar que corresponden a las ondas en la cadena. Los S1 polarizador permite sólo aquellos ondas de luz que se mueven en un plano único. Esto hace que la luz para convertirse polarizada plana. Cuando el analizador también se coloca en una posición similar que permite que las ondas de luz que provienen del polarizador para pasar a través de él. Cuando se hace girar a través del ángulo recto sin olas pueden pasar a través del ángulo recto y el campo parece ser oscuro. Si ahora un tubo de vidrio que contiene una solución ópticamente activo se coloca entre el polarizador y el analizador de la luz que ahora gira a través del plano de polarización a través de un cierto ángulo, el analizador tendrá que ser girado en el mismo ángulo.

[ editar ] Funcionamiento

Polarimetros medir esto pasando luz monocromática a través de la primera de las dos placas polarizantes, creando un haz polarizado. Esta placa primero se conoce como el polarizador. [3] Este haz se gira entonces a medida que pasa a través de la muestra. La muestra se prepara generalmente como un tubo donde se disuelve la sustancia ópticamente activa en un producto químico ópticamente inactivo tal como agua destilada , etanol , metanol . Algunos polarímetros puede ser equipado con tubos que permiten la muestra fluya a través de continuamente.

Después de pasar a través de la muestra, un segundo polarizador, conocida como el analizador, puede rotar a través de la rotación manual o automático de detección del ángulo. Cuando el analizador se gira a un ángulo apropiado, la máxima cantidad de luz pasará a través de brillar y hacia un detector.

[ editar ] Tipos de polarímetro

[ edit media sombra] de Laurent polarímetro

[ edit ] Biquartz polarímetro

[ edit ] Lippich polarímetro

[ edit ] Manual

Los primeros polarímetros, que se remontan a la década de 1830, se requiere que el usuario rote físicamente un elemento polarizador (analizador) mientras se ve a través de otro elemento estático (el detector). El detector se coloca en el extremo opuesto de un tubo que contiene la muestra ópticamente activo, y el usuario utiliza su ojo para juzgar la "alineación" cuando al menos luz se observó. El ángulo de rotación se leyó a continuación, a partir de un transportador sencillo fijado para el polarizador en movimiento dentro de un grado o menos.

Aunque la mayoría de polarímetros manuales produciendo hoy en día todavía adoptar este principio básico, la evolución de diversas imágenes de la original, opto-mechnical diseño en los últimos años han mejorado significativamente la medición del desempeño. La introducción de una placa de media onda mayor "sensibilidad" distinción, mientras que una escala de vidrio de precisión con vernier tambor facilita la lectura final para dentro de ca. ± 0,05 º. Además, polarímetros días más modernos manuales también incorporar un amarillo de larga vida LED en lugar de la lámpara de sodio de arco más tradicional y costoso.

[ edit ] Semi-automático

Hoy en día también hay semi-automáticas polarímetros, que requieren la detección visual, sino utilizar pulsadores para girar el analizador y ofrecen pantallas digitales.

[ edit ] Totalmente automático

Los polarímetros más modernos son completamente automáticas, y simplemente requieren que el usuario pulse un botón y esperar a que una lectura digital. Fast polarímetros digitales automáticos de reducir el tiempo de medición a un segundo, independientemente del ángulo de rotación de la muestra. Además, permiten la medición continua, por ejemplo, para investigaciones cinéticas o en HPLC . Técnicas especiales, como un tubo de temperatura de la muestra controlada reducir errores de medición y facilitar la operación. Los resultados se pueden transferir directamente a las computadoras o redes para el procesamiento automático. [4]

[ editar ] Fuentes de error

El ángulo de rotación de una sustancia ópticamente activa puede ser afectada por:

  • Concentración de la muestra
  • Longitud de onda de la luz que pasa a través de la muestra (en general, el ángulo de rotación y la longitud de onda tienden a ser inversamente proporcional)
  • Temperatura de la muestra (generalmente los dos son directamente proporcionales)
  • Longitud de la celda de muestra (entrada por el usuario en la mayoría de los polarímetros automáticos para asegurar una mejor precisión)

Polarímetros más modernos cuentan con métodos de compensar o controlar estos errores.

[ edit ] Calibración

Polarimetros se puede calibrar - o verificada por lo menos - por la medición de una placa de cuarzo, que está construida para leer siempre en un cierto ángulo de rotación (por lo general 34 °, pero 17 º y 8,5 son también muy populares dependiendo de la muestra) . Placas de cuarzo son preferidos por muchos usuarios debido a muestras sólidas son mucho menos afectado por las variaciones de temperatura, y no necesitan ser mezclados en demanda como soluciones de sacarosa. [5]

[ editar ] Aplicaciones

Debido a que muchos productos químicos ópticamente activas tales como sacarosa , son estereoisómeros, un polarímetro se puede utilizar para identificar qué isómero está presente en una muestra - si gira la luz polarizada a la izquierda, es un levo-isómero y, a la derecha, un dextro -isómero. También se puede utilizar para medir la relación de enantiómeros en soluciones.

[ editar ] Industria química

Muchos productos químicos exhiben una rotación específica como una propiedad única (como índice de refracción en muchos casos), que puede ser utilizado para distinguirlo. Polarimetros puede identificar muestras desconocidas basado en este caso otras variables tales como la concentración y la duración de la longitud de la muestra de células se controlan o se conoce por lo menos. Esto se utiliza en la industria química.

Por la misma razón, si la rotación específica de una muestra que ya se conoce, entonces la concentración y / o pureza de una solución que lo contiene puede ser calculado.

Polarímetros más automáticos hacer este cálculo de forma automática, de entrada dado de variables del usuario.

[ editar ] Alimentación, bebidas y farmacéutica

Mediciones de la concentración y la pureza son especialmente importantes para determinar la calidad del producto o ingrediente en la industria de alimentos y bebidas y farmacéutica. Las muestras que muestran rotaciones específicas que se pueden calcular de pureza con un polarímetro incluyen:

Polarimetros se utilizan en la industria azucarera para determinar la calidad de tanto el jugo de la caña de azúcar y la sacarosa refinada. A menudo, los ingenios azucareros utilizar un polarímetro modificado con una celda de flujo llamado sacarímetro . Estos instrumentos utilizan la Escala Internacional del Azúcar (según lo definido por la Comisión Internacional de Métodos Uniformes para el Análisis del Azúcar (ICUMSA).

[ editar ] Referencias

[ editar ] Véase también