Поляримерический анализ

Поляриметрический анализ по сравнению с рассмотренным выше рефрактометрическим анализом является более специфичным. Если рефрактометрия пригодна для идентификации и изучения строения практически любых соединений, то поляриметрия может быть использована только при работе с т.н. оптически активными веществами, т.e. веществами, способными вращать плоскость поляризации проходящего через них света.

Представления об оптической активности вещества основаны на электромагнитной теории света и теории взаимодействия электромагнитного излучения с веществом.

Согласно электромагнитной теории, световые волны являются поперечными волнами, т.е. их колебания проходят в плоскости, перпендикулярной к направлению луча и при этом электрическое поле и магнитная индукция волны перпендикулярны друг другу.

Если проекция осциллирующею вектора электрического поля на плоскость, перпендикулярную направлению распространения луча, представляет собой одну линию. Такой луч называют плоскоиоляризованным (линейно поляризованным).

Плоскость, в которой происходит колебание вектора напряженности электрического поля, называется плоскостью колебанийлинейно поляризованной волны. Плоскость колебаний вектора напряженности магнитного поля, перпендикулярная плоскости колебаний, называется плоскостью поляризации.

Практически плоскополяризованный луч получают пропусканием естественного луча через призмы или пластинки, вырезанные из оптически активных минералов. Наиболее часто для этой цели используют призмы Николя, изготовленные из исландского пшата, плоские кварцевые пластинки или поляроиды, представляющие собой органические комплексные соединения йода.

Если сложить два плоскополяризованных луча, находящихся в одной фазе и отличающихся только амплитудами, суммарный луч также будет линейно (плоско) поляризованным. Сложение двух линейно поляризованных лучей, плоскости поляризации которых взаимно перпендикулярны, а разность фаз составляет p/2, приводит к получению лучей в форме правой или левой спирали, т.е. к круговой поляризации света. Если смотреть навстречу направлению распространения луча, то в левой спирали вектор электрического поля вращается по кругу по часовой стрелке, а в правой спирали - по кругу против часовой стрелки.

Практически такой поляризованный по кругу (циркулярно поляризованный) луч получают, пропуская плоскополяризованный луч через т.н. четвертьволновую пластинку из кварца или дигидрофосфата аммония (четвертьволновая пластинка - пластинка оптически активного вещества, толщина которой кратна четверти длины волны проходящего через нее света).

Все вещества и растворы в зависимости от их поведения при прохождении через них поляризованного света делятся на две категории. Вещества, способные изменять положение плоскости поляризации света, называются оптически ак­тивными. Вещества, не способные изменять положение плоскости поляризации света, называются оптически неактивными.

При прохождении поляризованного света через оптически активную среду могут возникнуть два эффекта:

1) изменение направления колебаний - вращение плоскости по­ляризации:

2) разложение плоскополяризовапного луча на две компоненты, обладающие вращением в разные стороны.

Оптическая активность вещества может определяться как оптической активностью его молекул (молекулярная оптическая активность), так и структурой вещества (структурная или кристаллическая оптическая активность). Молекулярная оптическая активность обнаруживается вовсех агрегатных состояниях ив растворах. Основным условием появления молекулярной оптической активности является отсутствие центра симметрии, плоскости симметрии, зеркально поворотной оси симметрии. Например, молекула циклогексана симметрична и оптически неактивна. Молекула метилциклогексана несимметрична и оптически активна. Винная кислота существует в виде четырех диастереомеров, два из которых (d- и 1- винная кислота) оптически активны, а две т.н. мезоформы имеют плоскость симметрии и плоскость поляризации не вращают.

Вращение плоскости поляризации обусловлено тем, что две волны с круговой поляризацией – правой и левой, в виде которых может быть представлена плоскополяризованная световая волна, с различной силой взаимодействуют со средой, через которую проходят. Это взаимодействие выражается в поляризации молекул и приводит к тому, что дне волны с различной круговой поляризацией распространяются в веществе с разными скоростями, и па выходе из него плоскость поляризации плоскополяризованной волны, образованной сложением двух поляризованных по кругу волн, оказывается повернутой на некоторый угол a.

В зависимости от того, какое взаимодействие в данной среде оказывается сильнее, поворот плоскости поляризации может происходить по часовой стрелке или против нее (если смотреть навстречу ходу луча света). Вращение по часовой стрелке называется правым иего величину считают положительной. Вращение против часовой стрелки - левым и отрицательным. Вращение плоскости поляризации зависит от структуры вещества, длины пути светового луча в нем и не зависит от его интенсивности.

Поиск по сайту: