66290 skanuj0005 (69)

1U‘2

drgań wektora światła spolaryzowanego w ośrodku optycznie biernym. Po przejściu przez roztwór substancji optycznie czynnej następuje skręcenie płaszczyzny polaryzacji światła o kąt (ryc. 31 d) w prawo (+) lub w lewo ( —). Wielkość tego kąta jest proporcjonalna do liczby cząsteczek na drodze światła. Miarą tej liczby jest iloczyn stężenia roztworu (c) i grubości warstwy (/). Współczynnikiem proporcjonalności jest tzw. skręcalność właściwa, wielkość zależna od budowy cząsteczki, temperatury i długości fali światła spolaryzowanego:

(9.1)

gdzie - kąt skręcenia płaszczyzny polaryzacji światła, / - grubość warstwy roztworu (dm), c - stężenie roztworu (g-cm^-3), [a]^⁰ - skręcalność właściwa substancji rozpuszczonej w temperaturze 20°C i przy długości fali światła A = 589 nm, odpowiadającej linii D sodu.

Po przekształceniu wzoru (9.1) można obliczyć skręcalność właściwą [aj^, jeżeli znany jest kąt skręcenia płaszczyzny polaryzacji <p roztworu o znanym stężeniu c i grubości warstwy /:

r l20 _

Md -

I • c

(9.2)

Skręcalność właściwa jest to kąt, o który skręca płaszczyznę polaryzacji światła roztwór o stężeniu jednostkowym (1 g-cm^-3) w warstwie o grubości 1 dm. Jest to wielkość tabelaryczna w warunkach standardowych (t = 20°C, A = 589 mm). Posługujemy się również pojęciem skręcalności molowej <l>, którą określa równanie:

(9.3)

Wzór (9.1) może służyć również do oznaczania stężenia roztworu substancji optycznie czynnej na podstawie pomiaru kąta skręcenia płaszczyzny polaryzacji światła <p:

^c [<*]“•/ ^s'^{cm 3 (9}'⁴⁾

Oznaczanie stężeń roztworów metodą opartą na pomiarze kąta skręcenia płaszczyzny polaryzacji światła jest jednym z zastosowań polarymetrii.

Możliwość wykorzystywania metod polarymetrycznych jest ograniczona do substancji optycznie czynnych o specyficznej, asymetrycznej strukturze.

^Związek między aktywnością optyczną a budową materii wyjaśnia następujące rozumowanie: wektor drgań światła spolaryzowanego liniowo jest wypadkową dwóch składowych rotacyjnych £p i £p- W środowisku o budowie symetrycznej składowe te obracają się z taką samą prędkością. Współczynniki załamania światła we wszystkich kierunkach są takie same, a więc również w kierunku lewym i prawym (np = np). Wektor wypadkowej oscyluje wzdłuż osi x (ryc. 32 a). W środowisku o budowie asymetrycznej występuje różnica prędkości światła w obu kierunkach, a w konsekwencji -różnica współczynników załamania np i np. W takim środowisku wypadkowa odchylona jest od osi x o kąt y? (ryc. 32 b).

Wielkość kąta y> jest wprost proporcjonalna do różnicy prędkości światła

w kierunku lewym załamania np i np:

prawym, czyli do różnicy między współczynnikami

180-/

A

(ⁿL ~ np)

(9.5)

¥> =

Hyc. 32. Wektor drgań światła spolaryzowanego jako wypadkowa składowych rotacyjnych: a) w środowisku o budowie symetrycznej (np = np), b) w środowisku o budowie asymetrycznej (n^ / np) [2]