Πολωσίμετρο

Το πολωσίμετρο είναι ένα επιστημονικό όργανο που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της οπτικής περιστροφής μιας ουσίας, δηλαδή της γωνίας περιστροφής που προκύπτει όταν γραμμικά πολωμένο φως διέρχεται από ένα οπτικά δραστικό υλικό.^[1]

Αρχή λειτουργίας ενός οπτικού πολωσίμετρου.1. Πηγή φωτός 2. Μη πολωμένο φως 3. Γραμμικός πολωτής 4. Γραμμικά πολωμένο φως 5. Σωλήνας δειγμάτων που περιέχει χειρόμορφα μόρια υπό μελέτη 6. Οπτική περιστροφή λόγω μορίων 7. Περιστρεφόμενος γραμμικός αναλυτής 8. Ανιχνευτής

Η έννοια της οπτικής δραστηριότητας είναι εγγενής σε ορισμένες χημικές ουσίες που μπορούν να περιστρέψουν το επίπεδο του πολωμένου φωτός είτε προς τα αριστερά (αντίθετα από τη φορά του ρολογιού) είτε προς τα δεξιά (κατά τη φορά του ρολογιού). Το μέγεθος και η κατεύθυνση αυτής της περιστροφής παρέχουν πολύτιμες πληροφορίες για τις χειρομορφικές ιδιότητες του δείγματος, όπως η συγκέντρωση των εναντιομερών—ένα ζεύγος μορίων που είναι καθρέφτες εικόνες του ένα του άλλου.

Ιστορία

Η ανακάλυψη της πόλωσης από ανάκλαση αποδίδεται στον Ετιέν-Λουί Μαλύς το 1808.^[2] Το φαινόμενο είναι ιδιαίτερα σημαντικό στον τομέα της χημείας όπου η οπτική δραστηριότητα των εναντιομερών είναι ένα κλειδί χαρακτηριστικό.

Αρχή λειτουργίας

Η μέτρηση της οπτικής περιστροφής είναι απευθείας ανάλογη με τη συγκέντρωση των οπτικά δραστικών ουσιών σε διάλυμα, κάνοντας την πολαριμετρία μια χρήσιμη τεχνική για τον καθορισμό της συγκέντρωσης των καθαρών εναντιομερών δειγμάτων. Με γνωστή συγκέντρωση, τα πολαριμέτρα μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τον καθορισμό της ειδικής περιστροφής μιας ουσίας, η οποία είναι μια χαρακτηριστική ιδιότητα που ορίζεται από την περιστροφή α σε μια διαδρομή l ενός δεκατόμετρου, μια συγκέντρωση c των 10 γραμμαρίων ανά λίτρο, σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία T (συνήθως 20°C), και ένα μήκος κύματος λ (συνήθως η γραμμή νατρίου D στα 589,3 nm).^[3]

Κατασκευή

Η κατασκευή ενός πολωσίμετρου περιλαμβάνει αρκετά συστατικά. Στον πυρήνα του βρίσκονται δύο πρίσματα Νικόλ—ο πολωτής και ο αναλυτής.^[4] Ο πολωτής επιτρέπει μόνο το μονοχρωματικό φως που ταλαντώνεται σε ένα συγκεκριμένο επίπεδο να περάσει μέσα από αυτό, το οποίο γίνεται επίπεδο πολωμένο. Ο αναλυτής, ο οποίος μπορεί να περιστραφεί, χρησιμοποιείται για τον καθορισμό της γωνίας περιστροφής με την επιτροπή του φωτός να περάσει μέσα από όταν ευθυγραμμιστεί με το περιστραμμένο επίπεδο πόλωσης ή να το μπλοκάρει όταν είναι κάθετο.

Χρήσεις

Σύγχρονο αυτόματο πολόμετρο με οθόνη αφής και εικόνα κάμερας γεμάτη κυψέλη δείγματος.

Το πολωσίμετρο έχει εφαρμογές πέρα από τη χημεία, όπως στη μελέτη των κρυστάλλων που εμφανίζουν διπλή διάθλαση, όπου το αριστερά- και δεξιά-πολωμένο φως ταξιδεύουν με διαφορετικές ταχύτητες, με αποτέλεσμα τους δύο δείκτες διάθλασης. Η ικανότητα του οργάνου να μετρά την οπτική περιστροφή παρέχει διορατικότητα στη μοριακή δομή και συγκέντρωση των ουσιών, καθιστώντας το ένα αναντικατάστατο εργαλείο σε διάφορους επιστημονικούς και βιομηχανικούς τομείς.

Παραπομπές

1. «Polarimeter». physics.kenyon.edu. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 13 Μαΐου 2023. Ανακτήθηκε στις 27 Απριλίου 2023.
2. «Polarimeter». physics.kenyon.edu. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 13 Μαΐου 2023. Ανακτήθηκε στις 27 Απριλίου 2023.
3. Carey, F. A.· R. J. Sundberg (2007). Advanced Organic Chemistry, Part A: Structure and Mechanisms. Advanced Organic Chemistry (Fifth έκδοση). Springer. σελ. 123. doi:10.1007/978-0-387-44899-2. ISBN 978-0-387-44897-8.
4. Polarimetry Αρχειοθετήθηκε 2011-09-27 στο Wayback Machine.. chem.vt.edu

Commons logo

Τα Wikimedia Commons έχουν πολυμέσα σχετικά με το θέμα    Πολωσίμετρο