POLARIMETRIA Describir el fenómeno de polarización de la luz. Explicar los métodos que se utilizan para obtener luz polarizada. Explicar el funcionamiento de un polarímetro. Determinar la actividad óptica de sustancias en solución. Calcular la rotación específica de las mismas en solución conociendo su concentración. Determinar concentraciones de soluciones incógnitas, sabiendo sus rotaciones específicas y la longitud del tubo utilizado.

Generalidades sobre la Polarización La luz natural se representa por una vibración transversal que tiene lugar en cada plano perpendicular a la dirección de propagación. Con luz polarizada linealmente, el fenómeno de vibración únicamente tiene lugar en un solo plano perpendicular a la dirección de propagación.

La luz como Onda EM transversal

Luz no polarizada y luz polarizada

Mecanismos físicos para obtener luz polarizada Un aparato óptico, cuya entrada es luz natural y cuya salida es alguna forma de luz polarizada, se conoce razonablemente como polarizador. mecanismos físicos fundamentales : Dicroismo o absorción selectiva Polarización por reflexión Birrefringencia o doble refracción

Dicroísmo o absorción selectiva El término dicroísmo se refiere a la absorción selectiva de una de las dos componentes ortogonales de un haz incidente. El polarizador dicroico es en sí mismo, físicamente anisótropo, produciendo una fuerte asimetría o absorción preferencial de una de las dos componentes del campo E, mientras es esencialmente transparente para la otra.

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Polarización por reflexión La experiencia demuestra que en el vidrio o en cualquier otro material dieléctrico, donde incide una onda de luz no polarizada, existe un ángulo de incidencia particular llamado ángulo de polarización (qp), para el cual el coeficiente de reflexión de la componente paralela es nula.

Esto significa que el haz reflejado por el vidrio está linealmente polarizado en un plano, aunque su intensidad sea pequeña, con su plano de vibración perpendicular al plano de incidencia. La polarización del haz reflejado puede verificarse fácilmente mediante un cristal polarizador que actúe como analizador.

Doble refracción o birrefringencia Si se observa un objeto ( por ejemplo, un escrito ), a través de un cristal de Espato de Islandia (calcita) se lo verá por duplicado. Los rayos que parten de un punto del objeto, al atravesar el cristal se descomponen en dos rayos, que se refractan de diferente manera. A este fenómeno por el cual, a un solo rayo incidente le corresponden dos rayos refractados se denomina doble refracción o birrefringencia.

Cristal de Calcita

Doble refracción

Prisma de Nicol O n BC ordinario < n EI ordinario B.C n BC extraordinario > n EI extraordinario n BC ordinario < n EI ordinario

Actividad Óptica Considere el dispositivo experimental que se expone a continuación:

Actividad óptica de desviar el plano de la luz polarizada Es la capacidad que tienen algunas sustancias de desviar el plano de la luz polarizada Por ejemplo, cuarzo, soluciones orgánicas, sacarosa, glucosa aminoácidos Es una propiedad relacionada con los carbonos asimétricos Si desvía en sentido de las agujas del reloj: DEXTROGIRAS Si desvía en sentido contrario a las de las agujas del reloj: LEVOGIRAS

Magnitudes de Medición El ángulo de rotación del plano de la luz polarizada depende del tipo de sustancia atravesada por los rayos, del espesor y la temperatura, así como también de la longitud de onda de la luz utilizada. En el caso de disoluciones, dependerá además de la concentración.

El ángulo de rotación medido es proporcional a una constante del material (sustancia) que a su vez depende de la longitud de onda y de la temperatura. Esta constante se denomina rotación específica, y guarda además relación con el espesor de capa atravesada por los rayos y, en márgenes de concentración limitados, con la concentración.

La rotación específica tiene las siguientes unidades: Generalmente se ve expresada esta constante así: Esto significa que es la rotación específica medida a la longitud de onda para la línea D del sodio a 20ºC de temperatura.

El ángulo medido es: Donde: l = espesor de la capa (tubo pol) en dm c = concentración de la solución ópticamente activa, en gramos de soluto por cada 100 ml de solución 100 = factor para expresar en gramos por ciento la solución y en dm la longitud f = factor de conversión

Puesto que c = p * d , donde p es el contenido porcentual de la disolución de la sustancia ópticamente activa, y d es el peso específico de la disolución en g/ml, se tiene: Para líquidos puros (p = 100%), queda:

POLARIMETRO