3B SCIENTIFIC PHYSICS U14390 Mode D'emploi page 2

Durch den ersten Polfilter (Polarisator) wird eine der
Schwingungsebenen bevorzugt durchgelassen: das Licht
ist polarisiert. Wird ein zweiter Polfilter (Analysator), um
90° gedreht, dahintergeschaltet, wird auch dieses polari-
sierte Licht zum größten Teil absorbiert, weil sozusagen
die „Gitter" dieses gekreuzten Filters quer zur
Schwingungsebene stehen: Maximale Auslöschung.
y
z
Polarisator
Bringt man eine Substanz (als Lösung in einer Küvette)
in den Strahlengang, welche die Schwingungsebene des
polarisierten Lichts nach links oder nach rechts im
Uhrzeigersinn dreht, also optisch aktiv ist, muss der
Analysator gedreht werden, um wieder maximale
Auslöschung zu erzielen.
Der Winkel, in Graden, zwischen maximaler Aus-
löschung ohne und mit Küvetteninhalt bzw. zwischen
reinem Lösungsmittel und Lösung wird durch Drehung
des Analysators ermittelt und ist der für die Messung
wichtige Messwert neben Konzentration des gelösten
Stoffes und Füllhöhe der Küvette.
4. Bedienung
• Demonstrations-Polarisationsapparat auf den Tages-
lichtprojektor stellen und Skala scharf projizieren
• Zeiger auf Null stellen. Durch Drehen des Analysa-
tors maximale Auslöschung bewirken. Auf der Pro-
jektionsfläche darf kein Lichtfleck aus dem Strah-
lengang sichtbar sein.
• Küvette mit dem reinen Lösungsmittel füllen und
in die Halterung einsetzen.
• Zeiger nach links und nach rechts drehen bis der
Lichtfleck auf beiden Seiten der Skala (+/–) wieder
sichtbar wird. Der Wert zwischen beiden
Messergebnissen ist der „Nullpunkt" oder „Bezugs-
punkt" für weitere Messungen. Im Idealfall deckt
er sich mit der „0" auf der Skala.
Beispiel: –6° / +4° ; Bezugswert: –1°
• Anschließend Küvette mit der Lösung der optisch
aktiven Substanz in den Strahlengang bringen und
für spätere Berechnungen Füllhöhe bestimmen.
• Wie beim reinen Lösungsmittel, mit dem Auftau-
chen des Lichtflecks auf beiden Seiten der maxi-
malen Auslöschung den Drehwinkel ermitteln; z.B.
–21° / –11° ergibt –16°. War der Bezugswert des
reinen Lösungsmittels –1°, ergibt sich –15° als ge-
messener Drehwinkel α .
5. Polarimetrie
Verbindungen, die an einem Zentrum (Aktivitäts-
zentrum) vier verschiedene Substituenten oder Ligan-
den tragen und die an einer Spiegelebene gespiegelt
werden können, sind optisch aktiv (chiral).
D D
Sie verhalten sich wie Bild und Spiegelbild und kön-
nen nicht vollständig in Deckung gebracht werden
(enantiomere Formen). Optisch aktive Stoffe drehen die
Analysator Schwingungsebene des Lichts. Liegen 50% von jeder
Form im Gemisch vor (Racemat), hebt sich die Drehung
nach außen hin auf. Überwiegt eine der beiden For-
men, wird die Schwingungsebene insgesamt gedreht.
Der Drehwinkel α ist eine Stoffkonstante und hängt
neben der Art der Teilchen von folgenden Bedingun-
gen ab:
• Wellenlänge des Lichts: Da übereinkunftsgemäß die
• Temperatur: Meistens wird für Messungen 20° C
• Die Zahl der drehenden Teilchen: Abhängigkeit von
• Lösungsmittel.
Die auf eine bestimmte Menge eines optisch aktiven
Stoffes bezogene Drehung (rechts, links = + oder –;
Drehwinkel) ist eine Stoffkonstante und wird als spezi-
fische Drehung (spez. Drehwinkel) bezeichnet.
α [ ]
α
c
d
5.1 Beispiele
für spezifische Drehwinkel
D-Glucose +52,7; D-Fructose –92,4; D-Mannose + 14,6;
D-Galactose + 80,2; D-Xylulose + 33,1; D-Ribose –23,7;
Saccharose + 66,5; Maltose + 130,4; Lactose +52,5
(Werte aus Aebi, Einführung in die praktische Bioche-
mie, Karger 1982)
α -D-Glucose +113,0 (aus Wasser kristallisiert); α -D-Glu-
cose +19,0 (aus Pyridin kristallisiert); α -Hydroxy-
buttersäure –24,8; Eiweiß –52,8
(Werte aus Rapoport/ Raderecht, Physiologisch-chemi-
sches Praktikum, VEB Verlag Volk u. Gesundheit, 1972).
2
Spiegelebene
A
z
B
C
Natrium-D-Linie des Emissionslichts (Na-Dampf-
lampen) für exakte Messungen verwendet wird,
befindet sich unten am Gerät ein Gelbfilter, um an-
nähernd diesen Spektralbereich zu erreichen.
angegeben.
der Konzentration des gelösten Stoffes und der
Schichtdicke der Lösung (= Füllhöhe der Küvette);
proportionale Beziehung.
α
± ⋅
20
α
=
[ ]
D
20
= Spezifischer Drehwinkel bei Na-D-Linie und 20°C.
D
= Gemessener Drehwinkel (Skalenablesung)
= Konzentration in Gramm/100 ml (g/0,1 dm
der Lösung.
= Schichtdicke (Füllhöhe) in dm.
α [ ] D 20
A
z
B
D
C
100
⋅
c d
3 )
(Enddrehung) in Grad: