5.8: El experimento de polarimetría

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Al medir la rotación óptica, la luz polarizada en el plano viaja por un tubo largo que contiene la muestra. Si es un líquido, la muestra se puede colocar en el tubo como un líquido puro (a veces se le llama muestra pura). Por lo general, la muestra se disuelve en un disolvente y la solución resultante se coloca en el tubo.

Existen factores importantes que afectan el resultado del experimento.

La rotación óptica depende del número de moléculas encontradas por la luz durante el experimento.
Dos factores pueden ser controlados en el experimento y deben ser contabilizados al comparar un resultado experimental con un valor reportado.

Diagramas de dos tubos, A y B, con puntos negros distribuidos aleatoriamente por sus interiores. Ambos tubos están divididos con líneas discontinuas. A tiene cinco puntos negros en ella, mientras que B tiene diez puntos negros. — Figura\(\PageIndex{1}\): Efecto de la concentración sobre la rotación óptica.

Cuanto más concentrada sea la muestra (más moléculas por unidad de volumen), más moléculas se encontrarán.
Las soluciones concentradas y las muestras puras tendrán rotaciones ópticas más altas que las soluciones diluidas.
El valor de la rotación óptica debe ser corregido para la concentración.

Cuanto más largo sea el camino de la luz a través de una solución de moléculas, más moléculas se encontrará con la luz, y mayor será la rotación óptica.
El valor de la rotación óptica debe corregirse para la longitud de la celda utilizada para contener la muestra.

En resumen:

\[[\alpha] = \frac{\alpha}{c \times l} \nonumber\]

a es la rotación óptica medida.
c es la concentración de la muestra en gramos por decilitro (1 dL = 10 mL).
Es decir, c = m/V (m = masa en g, V = volumen en dL).
l es la longitud de celda en decímetros (1 dm = 10 cm = 100 mm)
Los corchetes significan que la rotación óptica ha sido corregida para estas variables.

Ejercicio\(\PageIndex{1}\)

Una muestra pura del compuesto quiral A natural (0.250 g) se disuelve en acetona (2.0 mL) y la solución se coloca en una celda de 0.5 dm. Se registran tres lecturas de polarimetría con la muestra: 0.775 ^o, 0.806 ^o, 0.682 ^o.

a) ¿Qué es [a]?

b) ¿Cuál sería el valor [a] del enantiómero opuesto?

Respuesta a:

\[[a] = \frac{a}{(c)(l)} \nonumber\]

\[c = (\frac{0.250g}{2mL})(\frac{10mL}{1 dL}) = 1.25 \frac{g}{dL} \nonumber\]

\[a = \frac{0.775 ^{o} + 0.806^{o} + 0.682^{o}}{3} = 0.754 ^{o} \nonumber\]

\[[a] = \frac{a}{(c)(l)} = \frac{0.754^{o}}{(1.25 \frac{g}{dL})(0.5dm)} = + 1.21 ^{o} \nonumber\]

Respuesta b:

-1.21 ^o

Ejercicio\(\PageIndex{2}\)

Una muestra pura del enantiómero (+) del compuesto B muestra [a] = 32 ^o. ¿Cuál sería el observado a si una solución de la muestra se hiciera disolviendo 0.150 g en 1.0 mL de diclorometano y luego se colocara en una celda de 0.5 dm?

Contestar

\[[a] = \frac{a}{(c)(l)} \nonumber\]

\[[a] = 32^{o} \nonumber\]

\[c = (\frac{0.150g}{1mL})(\frac{10mL}{1dL}) = 1.5 \frac{g}{dL} \nonumber\]

\[[a] = \frac{a}{(c)(l)} = 32^{o} = \frac{a}{(1.5 \frac{g}{dL})(0.5 dm} \nonumber\]

Resolver por un.

\[a = + 24^{o} \nonumber\]