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POLARMETRA Y USO DEL POLARMETRO

1. INTRODUCCIN

La polarimetra es una tcnica que se basa en la medicin de la rotacin pticaproducida sobre un haz de luz polarizada al pasar por una sustancia pticamenteactiva. La actividad ptica rotatoria de una sustancia, tiene su origen en laasimetra estructural de las molculas. Es una tcnica no destructiva consistenteen medir la actividad (rotacin) ptica de compuestos tanto orgnicos comoinorgnicos. Un compuesto es considerado pticamente activo si la luz linealmentepolarizada sufre una rotacin cuando pasa a travs de una muestra de dichocompuesto. La rotacin ptica viene determinada por la estructura molecular y laconcentracin de molculas quirales. Los polarmetros son instrumentos pticos

para medir la rotacin o el giro de la luz y determinan la actividad ptica demolculas en disolucin.

2. OBJETIVOS

Comprender y analizar el principio en el cual se basa el funcionamiento delpolarmetro.

Desarrollar habilidades en la manipulacin del polarmetro. Determinar la concentracin de azcar existente en una muestra.

3. MARCO TERICO

3.1 POLARIMETRA

Es un mtodo de anlisis qumico que nos permite medir el cambio que sufre elplano de luz polarizada cuando atraviesa un medio transparente formado porsustancias pticamente activas.

3.1.1 Luz Polarizada: La luz polarizada se obtiene cuando se logra que laradiacin vibre en un solo plano con respecto al haz de la trayectoria(Figura 1). La vibracin se da en un solo plano en el espacio. La luzpolarizada se obtiene por reflexin y por refraccin.

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Figura 1. Luz polarizada

3.1.2 Como se obtiene luz Polarizada:

La luz polarizada linealmente se obtiene a partir de la luz natural, cuando con losdispositivos pticos adecuados (por ejemplo prismas de Nicol, filtros de

polarizacin) se eliminan todos aquellos componentes cuyas vibraciones no seproducen en una determinada superficie, el denominado plano de polarizacin.

3.1.2.1Formas de Obtencin:

a) Por Reflexin: El ngulo de incidencia al cual la luz reflejada escompletamente polarizada es llamado ngulo polarizante.

b) Por Refraccin: Cuando se hace incidir un haz de radiacin monocromticano polarizada sobre lquidos y gases pticamente anisotrpicos, al igual quesobre slidos que cristalizan en forma cubica y slidos no cristalinos, ocurre

una doble refraccin de dicho haz donde el haz de radiacin es dividido endos rayo polarizados es decir descomponen un rayo monocromtico (nopolarizada) en dos rayos polarizados.

3.1.3 Actividad ptica:

Es la medida de la capacidad de ciertas sustancias de hacer girar la luz polarizadaplana. En el polarmetro se trabaja con sustancias pticamente activas que seclasifican en:

Dextrgiras: Desvan la luz hacia la derechaLevgiras: Desvan la luz polarizada hacia la izquierda

Los azcares son compuestos pticamente activos, algunos como la fructosa (vertabla 1) son levorrotatorios (giran la luz hacia la izquierda) y otros sondextrorotatorios (glucosa, sacarosa) cada azcar tiene una rotacin especficacaracterstica.

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TABLA 1.ROTACIN ESPECFICA DE ALGUNOS AZUCARES.

3.1.3.1 Variables que afectan la rotacin ptica:

La rotacin de radiacin polarizada plana puede variar desde varios cientos degrados hasta unas pocas centsimas de grado, las variables experimentales quepueden influir son:

1. El nmero de molculas en la banda de radiacin (concentracin de ladisolucin a medir)2. La naturaleza del solvente usado (generalmente se emplea agua)3. La temperatura: es casi lineal4. El espesor de la capa atravesada5. La longitud de onda de la radiacin (luz polarizada): en la medida que disminuyela longitud de onda aumenta la rotacin ptica.6. Longitud de la trayectoria ptica: Inversamente proporcional

La relacin entre la capacidad rotatoria ptica y la estructura molecular es muy

complicada. La capacidad rotatoria de una molcula pticamente activa esconstante para unas condiciones determinadas y se utiliza por ello en sucaracterizacin. Adems la capacidad rotatoria sirve para determinar laconcentracin, cuando existe proporcionalidad con respecto a la concentracin dela sustancia en disolucin y si la medida se realiza a espesor de capa constante.

En polarimetra se mide la rotacin especfica, que es una caracterstica de lassustancias pticamente activas:

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La rotacin especfica se define como la rotacin angular en grados causada porla longitud de 1 dm de una solucin cuando la concentracin es de: 1 gramo/ml.

3.2 POLARMETRO

Es un Instrumento mediante el cual se puede determinar el valor de la desviacinde la luz polarizada por un estereoismero pticamente activo (enantimero). Apartir de un rayo deluz,a travs de un filtro polarizador se obtiene un rayo de luzpolarizada plana, que al pasar por una porta muestras que contiene unenantimero en disolucin, se desva. Segn la orientacin relativa entre los ejesde los dosfiltros polarizantes, la luz polarizada pasar por el segundo filtro o no.

Figura 2.Partes de un polarmetro

http://www.ecured.cu/index.php/Luzhttp://www.ecured.cu/index.php/Filtroshttp://www.ecured.cu/index.php/Filtroshttp://www.ecured.cu/index.php/Luz

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4 METODOLOGA

1. Prepare 25ml de una solucin de fructosa y glucosa en concentraciones 2M,1M y 0.5M.

2. Identifique en el polarmetro sus componentes fundamentales: Ocular, mandopara rotar el filtro analizador, filtro analizador, cmara para el tubopolarimtrico, filtro polarizador, fuente luminosa y tubos polarimtricos.

3. Llene el tubo polarimtrico hasta rebalsarse con agua destilada, cerrarloperfectamente; evitando que existan fugas y no queden burbujas dentro delsistema.

4. Encienda la lmpara del polarmetro.

5. Gire el filtro analizador hasta colocarlo en la posicin cero de la escala

graduada.

6. Gire el polarizador hasta que la luz transmitida por el analizador alcance unmnimo. Si est trabajando en equipo busque llegar al consenso en este punto.

7. El polarmetro est calibrado y pronto para realizar mediciones.

NOTA: A partir de este momento no deber modificar la posicin del polarizador.En caso de hacerlo tendr que repetir la calibracin del instrumento.

Ahora buscaremos establecer la relacin existente entre el ngulo de rotacin del

plano de vibracin de la luz polarizada con la distancia recorrida por la luz atravs de la muestra y con la concentracin de esta ltima.

1. Vaci el tubo polarimtrico y posteriormente llnelo con la solucin de glucosaal 0.5M.

2. Observar por el ocular la actividad ptica que posee el compuesto(levorrotatorio - dextrorotatorio +), gire el mando para rotar el filtro analizadorhasta que el campo deje de ser visible.

3. Anote el valor de .

4. Repita las operaciones 8, 9 y 10 para las concentraciones de solucin 1M y2M.

5. Vaci el tubo polarimtrico. Lavarlo con agua, jabn y agua destilada; una vezlimpio y seco el tubo, llnelo hasta rebalsarse con la solucin de fructosa al0.5M, cerrarlo perfectamente; evitando que existan fugas y no queden burbujasen el sistema. Observar por el ocular la actividad ptica que posee el

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compuesto (levorrotatorio - dextrorotatorio +), gire el mando para rotar el filtroanalizador hasta que el campo deje de ser visible.

6. Anote el valor de .

7. Repita las operaciones 8, 9 y 10 para las concentraciones de solucin 1M y2M.

4.1 PROCESAMIENTO DE DATOS Calcule la concentracin de sacarosa en cada muestra. Grafique:

= f (ngulo de rotacin) C= c (concentracin en gr/cc)

Determine la relacin matemtica entre y las variables estudiadas. Compare el valor del ngulo de rotacin experimental con el aceptado y

discuta la exactitud y precisin del procedimiento empleado. En funcin de los resultados obtenidos, proponga las condiciones de trabajo

que considere ms apropiadas para obtener medidas fiables.

5 MATERIALES Y EQUIPO

MATERIALES EQUIPO

1 Solucin de glucosa al 2M 1 Polarmetro1 Solucin de glucosa al 1M 6 Balones de aforo de 25ml1 Solucin de glucosa al 0.5M 6 Beackers de 100ml1 Solucin de fructosa al 2M1 Solucin de fructosa al 1M1 Solucin de fructosa al 0.5M

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6 BIBLIOGRAFA

Ariana Ulate. 2010. POLARIMETRA. MX. Consultado 18 sep. 2014. Disponible enhttp://www.fquim.unam.mx/sitio/usai_infra.asp

Editorial REVERT. 1980. Qumica analtica moderna. Barcelona. Espaa 9pp

Skoog, D. et al (1987) Anlisis Instrumental. Segunda Edicin Editorial

Universidad Central de Venezuela. 2013. Refractometra y Polarimetra. VEN.Consultado 18 sep. 2014. Disponible en file:///C:/Users/M1k33/Downloads/refractometria%20%20y%20polarimetria%202013.pdf

http://c/Users/M1k33/Downloads/%20refractometria%20%20y%20polarimetria%202013.pdfhttp://c/Users/M1k33/Downloads/%20refractometria%20%20y%20polarimetria%202013.pdfhttp://c/Users/M1k33/Downloads/%20refractometria%20%20y%20polarimetria%202013.pdfhttp://c/Users/M1k33/Downloads/%20refractometria%20%20y%20polarimetria%202013.pdf