Оптическая активность
Вращение плоскости поляризации
Обычный свет колеблется во всех плоскостях. Поляризатор пропускает колебания в одной плоскости — это плоскополяризованный свет. Хиральное вещество поворачивает эту плоскость.
Как измеряют оптическую активность
- Свет проходит через поляризатор, затем через трубку с раствором вещества.
- Анализатор поворачивают, пока свет не пройдёт максимально (или погаснет).
- Угол поворота α — наблюдаемое вращение. Вправо (по часовой стрелке для наблюдателя) — (+), влево — (−).
Примеры
1. (+)-Глюкоза (декстроза) вращает вправо, (−)-фруктоза (левулёза) — влево.
2. (R)-Бутан-2-ол вращает влево (−), (S) — вправо (+) на тот же угол.
3. Мезо-винная кислота — неактивна: симметрия.
4. Рацемат — неактивен: вклады энантиомеров гасятся.
errorR/S не предсказывает знак вращения
(R)-Молочная кислота вращает влево, а её соль (R)-лактат натрия — вправо. Знак вращения — экспериментальная величина, конфигурация — геометрия молекулы.
edit_noteПопробуйте сами
Будет ли вращать плоскость поляризации раствор 2-метилбутана?
expand_moreПоказать решение
Нет: у 2-метилбутана нет стереоцентра, он ахирален.
Что влияет на наблюдаемый угол
Наблюдаемый угол зависит не только от вещества.
От чего зависит угол вращения
- От концентрации: больше молекул на пути света — больше угол.
- От длины трубки.
- От длины волны света (обычно берут жёлтую линию натрия, D) и температуры.
- От растворителя.
Примеры
1. Удвоили концентрацию — угол удвоился.
2. Трубка 2 дм вместо 1 дм — угол удвоился.
3. Смесь энантиомеров 3 : 1 — угол вдвое меньше, чем у чистого вещества (избыток 50 %).
errorУгол наблюдаемый и удельный — разные величины
Наблюдаемый угол α зависит от условий опыта; удельное вращение [α] — характеристика вещества (урок 63).
edit_noteПопробуйте сами
Раствор вращает на +4°. Каким будет угол, если раствор разбавить вдвое?
expand_moreПоказать решение
+2°: угол пропорционален концентрации.
push_pinГлавное
Хиральные вещества вращают плоскость поляризации света: вправо (+, d) или влево (−, l). Энантиомеры вращают на одинаковый угол в противоположные стороны. Знак вращения определяют только опытом: он не связан с обозначениями R/S и D/L. Ахиральные вещества, мезо-формы и рацематы оптически неактивны.
Закрепите теорию: 8 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.