5.8: Експеримент з поляриметрії

Last updated
Save as PDF

Page ID: 27892

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

При вимірюванні оптичного обертання плоскополяризоване світло рухається вниз по довгій трубці, що містить зразок. Якщо це рідина, зразок може бути поміщений в трубку як чиста рідина (її іноді називають акуратним зразком). Зазвичай зразок розчиняють в розчиннику і отриманий розчин поміщають в пробірку.

Існують важливі фактори, що впливають на результат експерименту.

Оптичне обертання залежить від кількості молекул, з якими стикається світло під час експерименту.
Два фактори можуть контролюватися в експерименті і повинні враховуватися при порівнянні експериментального результату з повідомленим значенням.

Схеми з двох трубок, А і В, з чорними крапками, розподіленими випадковим чином по всій їх інтер'єрах. Обидві трубки розділені пунктирними лініями. А має п'ять чорних крапок в ньому, в той час як В - десять чорних крапок. — Малюнок\(\PageIndex{1}\): Вплив концентрації на оптичне обертання.

Чим більше концентрований зразок (чим більше молекул на одиницю об'єму), тим більше молекул буде зустрічатися.
Концентровані розчини і акуратні зразки матимуть більш високі оптичні обертання, ніж розведені розчини.
Значення оптичного обертання необхідно коригувати на концентрацію.

Схеми з двох трубок, А і В, з чорними крапками, розподіленими випадковим чином по всій їх інтер'єрах. Обидві трубки розділені пунктирними лініями і мають однакову концентрацію чорних крапок; однак трубка А вдвічі довша за трубку В. — Малюнок\(\PageIndex{2}\): Вплив довжини шляху на оптичне обертання.

Чим довше шлях світла через розчин молекул, тим більше молекул буде зустрічатися світлом, і тим більше оптичне обертання.
Значення оптичного обертання повинно бути виправлено на довжину осередку, яка використовується для утримання зразка.

Підсумовуючи:

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

a - вимірюване оптичне обертання.
c - концентрація зразка в грамах на децилітр (1 дЛ = 10 мл).
Тобто c = м/ V (m = маса в г, V = обсяг в дЛ).
l - довжина осередку в дециметрах (1 дм = 10 см = 100 мм)
Квадратні дужки означають, що оптичне обертання було виправлено для цих змінних.

Вправа\(\PageIndex{1}\)

Чистий зразок природного хірального з'єднання А (0,250 г) розчиняють в ацетоні (2,0 мл) і розчин поміщають в клітинку 0,5 дм. За допомогою зразка записуються три показання поляриметрії: 0,775 ^о, 0,806 ^о, 0,682 ^о.

а) Що таке [а]?

б) Яким буде [а] значення протилежного енантіомера?

Відповідь:

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

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

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

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

Відповідь б:

-1.21 ^о

Вправа\(\PageIndex{2}\)

Чистий зразок (+) енантіомеру з'єднання B показує [a] = 32 ^o. Що було б спостережено, якби розчин зразка був зроблений шляхом розчинення 0,150 г у 1,0 мл дихлорметану, а потім поміщений у клітинку 0,5 дм?

Відповідь

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

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

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

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

Вирішити для.

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