Polarimetry Tutorial
Summary
TLDREl polarimetría es una técnica utilizada en química para determinar la rotación de la luz polarizada por sustancias ópticas activas. Esto permite diferenciar enantiómeros, es decir, isómeros estereoisómeros no superponibles que son imágenes espejadas. La rotación se mide en grados y depende de la concentración y el largo del tubo en el polarímetro. El procedimiento incluye preparar una solución con el compuesto desconocido, calibrar el equipo con agua y luego medir la rotación con la solución. Los resultados se comparan con valores literarios para identificar la molécula. La precisión es crucial y se debe registrar cualquier error experimental.
Takeaways
- 🔬 La polarimetría es utilizada en química para determinar el ángulo de rotación de una sustancia ópticamente activa mediante la luz polarizada.
- 🌀 La luz polarizada puede desplazarse en sentido horario o antihorario, y la cantidad de desplazamiento determina el ángulo de rotación.
- 🔍 La polarimetría es importante en química porque permite diferenciar enantiómeros, que son estereoisómeros no superpuestos que son imágenes espejadas una del otro.
- 🌡️ Otras técnicas como el punto de fusión pueden ser inconclusivas para identificar enantiómeros, ya que estos tienen puntos de fusión idénticos.
- 📐 El valor de rotación específica depende de factores como la concentración de la sustancia y el largo del tubo utilizado en el polarímetro.
- 🧪 Se debe preparar la solución con la sustancia desconocida, notando su concentración y utilizando un frasco volumétrico para la preparación.
- 🚰 Se debe limpiar el soporte de muestras del polarímetro con agua deionizada y calibrar el equipo con agua deionizada para asegurar la ausencia de burbujas.
- 🔭 Al calibrar, se ajusta el polarímetro hasta que se vea un círculo de color uniforme a través del ocular y los ceros del vernier estén alineados.
- 📉 Se toma la lectura del ángulo de rotación observado, teniendo en cuenta si es positivo o negativo, y se ajusta el dial para ver un círculo completo.
- ⚖️ El valor de rotación óptica observado se utiliza para calcular la rotación específica dividiéndolo entre la concentración de la solución y el largo del tubo.
- 📚 La rotación óptica final se compara con valores de la literatura para identificar la compuesto en cuestión, teniendo en cuenta posibles errores experimentales.
Q & A
¿Para qué se utiliza la polarimetría en química?
-La polarimetría se utiliza en química para determinar el ángulo de rotación de una sustancia ópticamente activa utilizando luz polarizada. Esto permite diferenciar entre enantiómeros, que son estereoisómeros no superpuestos que son imágenes espejadas una del otro.
¿Qué es un enantiómero y por qué es importante diferenciarlos?
-Los enantiómeros son stereoisómeros que son imágenes espejadas de uno a otro pero no se pueden superponer. Son importantes diferenciarlos porque pueden tener propiedades físicas, químicas y biológicas diferentes, lo que puede afectar su reacción en organismos vivos.
¿Cómo se determina el ángulo de rotación utilizando luz polarizada?
-El ángulo de rotación se determina observando el desplazamiento de la luz polarizada, que puede ser en sentido horario o antihorario, a través de una sustancia ópticamente activa.
¿Cuál es la importancia de la polarimetría para la identificación de enantiómeros?
-La polarimetría es crucial para la identificación de enantiómeros porque permite medir su actividad óptica, una propiedad que no se puede determinar mediante otras técnicas como el punto de fusión.
¿Cómo se prepara una solución para medir su rotación óptica en un polarímetro?
-Para preparar una solución, se pesa una cantidad deseada de sustancia en un frasco volumétrico, se enciende con agua deionizada hasta el punto medio, se llena hasta la línea con una pipeta de vidrio y se disuelve agitando el frasco.
¿Cómo se calibra un polarímetro antes de tomar lecturas?
-Para calibrar un polarímetro, se llena el soporte de muestras con agua deionizada, se asegura que no haya burbujas y se coloca en el tubo del polarímetro. Se ajusta hasta que se vea un círculo de color uniforme a través del ojo y los ceros en la escala vernier estén alineados.
¿Cómo se toman las lecturas en el polarímetro una vez calibrado?
-Después de calibrar, se vacía el agua deionizada y se llena el soporte con la solución preparada. Se coloca en el polarímetro y se ajusta el dial hasta que se vea un círculo completo, luego se lee el grado de rotación usando los números en las escalas exterior e interior.
¿Qué indica un ángulo de rotación negativo en un polarímetro?
-Un ángulo de rotación negativo indica que la sustancia tiene una rotación en sentido contrario a las agujas del reloj (lecho) o que la lectura se tomó del lado incorrecto del polarímetro.
¿Cómo se calcula la rotación específica una vez obtenida la rotación observada?
-La rotación específica se calcula dividiendo la rotación observada entre la concentración de la solución y el largo del tubo. Este valor se compara con valores de la literatura para identificar la sustancia.
¿Qué pasos se deben seguir al finalizar el experimento con polarimetría?
-Al finalizar, se deben esterilizar todos los utensilios y devolverlos a su lugar designado. También es importante registrar todos los resultados y posibles errores en el cuaderno de laboratorio.
Outlines
🔬 Introducción a la Polarimetría
La polarimetría es una técnica utilizada en la química para determinar el ángulo de rotación de una sustancia ópticamente activa mediante la luz polarizada. Esta luz puede girar en sentido horario o antihorario, y la cantidad de giro nos indica el ángulo de rotación. Es fundamental para distinguir entre enantiómeros, que son isómeros estereoisómeros que son imágenes espejadas pero no se superponen. A diferencia de otras técnicas como el punto de fusión, la polarimetría permite identificar enantiómeros debido a su actividad óptica. La rotación específica depende de factores como la concentración de la sustancia y el largo del tubo en la máquina polarimétrica. Se describe el proceso de preparación de la solución con la sustancia desconocida, su dilución en un frasco volumétrico y la limpieza del soporte de muestras de la polarímetro. Además, se explica cómo calibrar la máquina con agua deionizada y cómo realizar la lectura de la rotación de la luz polarizada.
📏 Procedimiento de Medición y Análisis de Resultados
Este párrafo detalla cómo realizar la medición de rotación en la polarímetro. Se observa un círculo semioscuro a la izquierda y a la derecha, y se ajusta el dial hasta que se vea un círculo completo. La lectura se toma de los números en los diales externos y internos, donde el número entero indica la rotación y el decimal se lee donde el cero del dial interno se alinea con el número del dial externo. Si la lectura es tomada del lado izquierdo y el cero interno está por encima del cero externo, o del lado derecho y el cero interno está por debajo del cero externo, se tiene una sustancia con rotación negativa. Para obtener la rotación específica, se divide la rotación observada entre la concentración de la solución y el largo del tubo. Este valor se compara con valores de la literatura para identificar la molécula química. Finalmente, se recalca la importancia de la esterilización de los utensilios y el registro de los resultados y posibles errores en el cuaderno de laboratorio.
Mindmap
Keywords
💡Polarimetry
💡Optically active substance
💡Enantiomers
💡Specific rotation value
💡Polarimeter
💡Concentration
💡Volumetric flask
💡Calibration
💡Optical rotation
💡Enantiomers excess
Highlights
Polarimetry is used to determine the angle of rotation of optically active substances.
Polarized light shifts clockwise or counterclockwise indicating the angle of rotation.
It is crucial for distinguishing enantiomers using optical activity.
Enantiomers are non-superimposable mirror images of each other.
Other techniques like melting point fail to differentiate enantiomers.
The specific rotation value depends on concentration and tube length in the polarimeter.
Preparation of a solution involves weighing, transferring, and dissolving the substance.
The polarimeter sample holder consists of a silver cap, black washer, and clear lens.
Calibration of the polarimeter is done using deionized water.
Bubbles in the sample holder should be in the curved part, not the top or bottom.
Machine calibration is confirmed when inner and outer zeros on the vernier scale align.
Readings are taken by adjusting the dial until a full circle is seen.
The observed degree of rotation is read from the outer and inner dials.
A negative degree of rotation is indicated by the zero on the inner scale's position.
The specific rotation is calculated using the observed optical rotation, concentration, and tube length.
Polarimetry is a tool for determining chiral molecules like enantiomers.
Discrepancies with literature values may result from experimental errors.
All results and potential sources of error should be recorded in the lab notebook.
Transcripts
polarimetry is used in chemistry in a
variety of ways the primary use is to
determine the angle of rotation of an
optically active substance using
polarized light the polarized light will
either shift clockwise or
counterclockwise and the amount it
shifts will determine the angle of
rotation polarimetry is important in
chemistry because it allows one to
determine the difference between
enantiomers using optical activity as a
measuring point enantiomers are two
stereoisomers that are mirror images of
one another but are non-superimposable
there are other techniques in chemistry
used for the identification of
substances such as melting point however
this test would prove non conclusive for
the identification of enantiomers in
that they will provide identical melting
point the specific rotation value is
dependent on a variety of factors mainly
the concentration of the substance use
and the length of the tube placed in the
polar immature machine this can be seen
in the following equation
the polarimeter machine will be turned
on by your TA prior to the beginning of
the lab prepare your solution with your
unknown substance and note its
concentration to prepare the solution
using your unknown substance weigh out
the desired mass of substance and using
a funnel transfer it to a volumetric
flask rinse the weighing tray and funnel
using deionized water using deionized
water fill the volumetric flask to its
midpoint fill the volumetric flask to
the line with a glass pipette
stopper the flask
dissolve the solid by shaking the
volumetric flask up and down next ensure
that the polarimeter sample holder is
clean note that there are three sections
to the polarimeter sample holder the
silver cap the black washer and a clear
lens be careful not to break the lens
rinse the sample holder with deionized
water and then empty into a waste beaker
next use deionized water to calibrate
the machine to do this fill the sample
holder to the top with deionized water
and ensure no bubbles are present if
there are bubbles present tilt the
sample holder to ensure the bubbles are
in the curved part of the holder and not
in the top or bottom of the sample
holder next open the hatch of the
polarimeter and place the sample holder
into the tube opening and then close the
hatch again to calibrate the machine
ensure that there is a uniformly colored
circle visible through the eyepiece note
that the inner and outer zeros on their
vernier scale are aligned which shows
that the machine has been calibrated
next discard the deionized water in the
waste beaker
and fill the sample holder with your
prepared solution ensure minimal bubbles
are present or if they are present they
are present in the curved portion of the
sample holder as shown previously
place the sample holder back in the
machine and begin to take the reading
you should observe a half dark circle on
the left and a half dark circle on the
right when you rotate the dial in
opposite directions adjust the dial so
that one full circle is seen now you can
read the observed degree of rotation
using the numbers on the outer dials the
outer scale is the whole number for the
observed rotation reading and the inner
scale is the decimal point for the
observed rotation reading to make the
reading note where the zero on the inner
scale meets up with the numbers on the
outer scale in this example the whole
number is 1/2 note the decimal C where a
line in the inner scale matches up with
the line on the outer scale in this
example the decimal number is 1
therefore for this sample the reading is
1 point 1 if you take your reading on
the left side of the machine and the
zero on the inner scale is above the
zero on the outer scale this means you
have a sugar that has a negative degree
of rotation if you take your reading on
the right side of the machine and the
zero on the inner scale is below the
zero on the other scale this also means
that you have a sugar that has a
negative degree of rotation to complete
this reading take the number you obtain
and subtract it from 180 degrees
when you find your observed optical
rotation value you are able to solve for
the specific rotation using equation 1
divide this observed optical rotation
value by the concentration of your
solution and the length of the tube
this final optical rotation reading can
be used and compared to known literature
values to determine what the compound at
hand is as you can see from this
tutorial polarimetry is a useful and
efficient tool used in the field of
chemistry for the determination of
chiral molecules with optical activity
such as enantiomers polarimetry can also
be used for the determination of an
antiemetic
excess of a mixture of enantiomers at
the end of your experiment ensure that
all utensils are properly sterilized and
return to their designated location
discrepancies in your findings with
literature value may be a result of
experimental error such as sample
preparation or incorrect reading from
the scale ensure that all results as
well as potential sources of error are
copied down in your lab notebook
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