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7/25/2019 Practica 8 Jair
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YAMILET OROPEZA LARA
NUMERO 8
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GENERALIDADES
POLARIMETRO
El polarmetro es un instrumento mediante el cual podemos
determinar el valor de la
desviacin de la luz polarizada por un estereoismero pticamente
activo (enantimero)
(ver isomera y estereoisomera). A partir de un rayo de luz, a
travs de un filtro polarizador
obtenemos un rayo de luz polarizada plana, que al pasar por un
portamuestras que contiene
un enantimero en disolucin, se desva. Segn la orientacin
relativa entre los ejes de los
dos filtros polarizantes, la luz polarizada pasar por el segundo
filtro o no.
Al contrario de lo que ocurre con algunos animales como perros,
gatos, peces, etc., el ojo
humano no puede distinguir entre la luz polarizada y la no
polarizada, por lo que el estudio
de esta importante propiedad de la luz no se ha producido hasta
fechas ms o menos
recientes. La luz polarizada puede ser definida como un conjunto
de ondas luminosas que
vibran todas ellas en un solo plano, mientras que en la luz no
polarizada el plano de
vibracin vara rpidamente, a razn de cien millones de veces por
segundo. Se puedevisualizar fcilmente el fenmeno con un smil
mecnico como, por ejemplo, una cuerda
que se hace serpentear formando ondas entre sus dos extremos. Si
no existe ningn
impedimento "si no est polarizada", se dira en el caso de la luz
la cuerda puede moverse
en cualquier plano, es decir, puede adoptar una vibracin
perpendicular, paralela u oblicua
al suelo, cambiando fcilmente de una situacin a otra con un
pequeo movimiento de los
extremos de la cuerda. Si, por el contrario, la cuerda se mueve
entre dos planchas metlicas
perpendiculares al suelo y muy prximas, es evidente que slo podr
vibrar en el plano
perpendicular al suelo. En este caso, que corresponde a la luz
polarizada, si se colocan dos
nuevas planchas metlicas muy prximas pero paralelas al suelo, la
vibracin de la cuerda
se hace imposible. Slo podr vibrar si las nuevas planchas se
encuentran en la misma
posicin que las primeras, lo que en el caso de la figura supone
que las dos planchas sean
situadas en posicin perpendicular al suelo. En el caso de la
luz, los prismas polarizadores
juegan el mismo papel que las planchas metlicas, es decir,
cuando un rayo luminoso slo
puede ser observado a travs de estos prismas si se encuentran en
una posicin adecuada
uno respecto a otro.
Si bien el fenmeno aparece ya descrito en trabajos de Christian
Huygens slo fue
estudiado a fondo en el siglo XIX, gracias a las investigaciones
de autores como el francs
Jean Baptiste Biot (1774-1862) o el alemn Thomas Johann Seebeck
(1770-1831). Estos
analizaron no solo los ya conocidos efectos producidos por
slidos cristalinos como el
espato de Islandia, sino tambin el comportamiento de
disoluciones de ciertas sustancias deorigen vegetal y animal. Para
confirmar sus experiencias, Biot encarg al constructor de
instrumentos Nicolas Fortin (1750-1831) un sencillo aparato que
consista en un prisma
analizador y un tubo cilndrico para introducir la muestra
analizada, a travs del que pasaba
la luz polarizada.
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De este modo, Biot pudo comprobar que ciertas sustancias de
origen natural como el
aceite esencial del laurel hacan girar la luz de derecha a
izquierda, al igual que la
trementina mientras que, por el contrario, el aceite esencial
del limn y la disolucin de
alcanfor en alcohol lo hacan de izquierda a derecha. Ms
adelante, las primeras
sustancias fueron denominadas levgiras y las segundas
dextrgiras. Tambin
comprob Biot que la desviacin era mayor a medida que aumentaba
el grosor de la capade lquido atravesada y, ms adelante, dise un
polarmetro semejante al que aparece en la
figura adjunta, con el que realiz numerosas investigaciones
sobre un gran nmero de
sustancias.
Primeros polarimetros
En 1828, el fabricante de instrumentos escocs William Nicol
(1768-1851) ide los prismas
que acabaron siendo conocidos con su nombre, que se
convirtieron, ms adelante, en una
pieza clave de los polarmetros. Se trataba de dos porciones de
espato de Islandia, una
variedad incolora de la calcita, unidas por una de sus caras. Un
Prisma de Nicol permite
polarizar la luz en un determinado plano, de modo que, al pasar
por un nuevo prisma dencol, slo se observa la intensidad luminosa
inicial si ste ltimo se encuentra en la misma
posicin que el primero. Si entre los dos prismas se coloca una
sustancia pticamente
activa, el plano de la luz polarizada girar al pasar a travs de
esta sustancia y, por lo tanto,
el segundo prisma deber ser colocado en una posicin ligeramente
diferente al primero
para observar luz. La diferencia entre la posicin del primero y
la del segundo indica el
poder rotatorio de la muestra analizada y a partir de este valor
se pueden calcular diversas
caractersticas de la sustancia.
Los polarmetros fueron introducidos en la industria y los
laboratorios de la segunda mitad
del siglo XIX con el objetivo de realizar determinaciones
cuantitativas de la concentracin
qumica de ciertas sustancias. Quizs la sustancia que jug un
mayor papel en estasinvestigaciones fue el azcar, cuyo inters
comercial se acrecent a lo largo del siglo XIX
hasta transformarse en un producto de gran importancia econmica.
Bajo este impulso, se
desarrollaron aparatos especialmente adaptados para este
objetivo que se denominaron
sacarmetros. Estos aparatos fueron tambin empleados en medicina
para la
determinacin del contenido de azcar de la orina de los
diabticos, unas investigaciones en
las que tambin Biot fue pionero en los aos cuarenta del siglo
XIX. Tambin fueron
empleados para investigaciones mucho ms tericas encaminadas a
dilucidar, por ejemplo,
las caractersticas del equilibrio qumico o la velocidad de las
reacciones qumicas.
El principio de funcionamiento de estos sacarmetros es bastante
simple. Disponen de un
sistema destinado a la medicin de la variacin del plano de
polarizacin de la luz. Dado
que esta variacin se puede relacionar fcilmente con la
concentracin de la sustancia, el
aparato puede calibrarse y emplearse para determinar la cantidad
de un determinado
producto en una muestra de composicin desconocida.
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Partes de un polarimetro
El dispositivo que se utiliza para medir el efecto de la luz
polarizada sobre los compuestos
pticamente activos es un polarmetro. En la siguiente figura se
muestra el diagrama de un
polarmetro. Las partes fundamentales de la operacin de un
polarmetro son:
1) una fuente de luz (por lo general una lmpara sodio)
2) un polarizador
3) un tubo para mantener la substancia (o solucin) pticamente
activa en el rayo luminoso
4) un analizador
5) una escala para medir el nmero de grados que el plano de la
luz polarizada ha girado.
El analizador de un polarmetro no es
ms que otro polarizador. Si el tubo del
polarmetro esta vaco, o si seencuentra presente una
substancia
pticamente inactiva, los ejes de la luz
polarizada plana y del analizador
estarn completamente paralelos
cuando el instrumento da una lectura
de 0 y el observador detectara que se
transmite una cantidad mxima de luz.
Si por lo contrario, el tubo contiene
una substancia pticamente activa, por
ejemplo una solucin de un
enantimero, el plano de polarizacin
de la luz habr girado a medida que
pasa a travs del tubo. Para detectar la
mxima brillantez de la luz el
observador tendr que hacer girar el eje
del analizador en direccin de las manecillas del reloj o en
direccin contraria. Si el
analizador gira en direccin de las manecillas del reloj, se dice
que la rotacin es positiva
(+). Si la rotacin es contraria a la de las manecillas del
reloj, se dice que la rotacin es
negativa (-). Se dice tambin que una substancia que hace girar
la luz polarizada plana en la
direccin de las manecillas del reloj es dextrorrotatoria (R) y
la que hace girar la luz
polarizada plana en direccin opuesta es levorrotatoria (S).
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Procedimiento y generalidades
Se nospidio que nos dirigieramos al laboratorio de quimica para
que se nos diera una
explicacion sobre el manejo y cuidados sobre el polarimetro,
antes de esto se nos encargo
que realizaramos un resumen sobre lo que era un polarimetro y
cuales eran sus usos.
Resumenn polarimetro
Dispositivo para medir direcciones de luz polarizada el cual
tiene un analizador, el
polarimetro es iluminado con luz monocromatica de sodio, la
muestra se vierte en un tubo
de 2 dcm de longitud y susu capcidades es de aproximadamente 30
ml, el tubo debe ajitarse
antes de ser introducido esto es para que la mezcla se
homogeinize, despues de esto se
limpia y se intruduce al polarimetro con mucho cuidadon
procurando no romper o azotar el
tobo que se esta utilizando y se tapa se apunta con la luz en
direccion al polarimetro y se
mira por el ocular.
El polarimetro consta de dos oculares esto es ya que uno de
ellos mide lo que es el efecto
de la luz y el otro te marca lo que son las medidas, junto de
ellas se encuantran lo que son
dos pequeas lupas las cuales nos sirven para poder tomar mas
facilmente la lectura.
Su graduacion es en grados sexagesimales que van desde los 0
grados hasta los 90 grados.
Estos se leen con un indicador el cual se encuentra unido por lo
que es una garniar este
tiene el 0 en el centro y 10 diviciones a la derecha y 10 a la
izquierda. Para calibrarlo se
debe hacer coincidir el 0 del garniar con el 0 principal este se
debe de rotar hasta alcanzar a
ver dos semicampos iguales de iluminacion y lo mas oscuro
posibles.
Despues de esto el encargado del laboratorio nos dio una
explicacion con lo que fue un
polarimetro real y nos explico que las razonas por las cuales no
se habia podido utilizar fue
porque la lampara de luz monocromatica no se encontraba en
funcionamiento y sin esta nose podian tomar las lecturas de las
sustancias.
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Conclusin
Al termino de esta practica se pudieron identificar lo que son
las partes del polarimetro,
para que se utiliza y como es que se calibra.
A pesar de que esta practica no se realizo manualmente si no
solo en teoria se pudieron
recuperar algunas de las cosas enseadas en el laboratorio a lo
largo del da.
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