Preparazione all esperienza di laboratorio: POLARIMETRIA

Transcript

1 Laboaoio di Chimica Fisica III LT Chimica AA 17/18 Pepaaioe all espeiea di laboaoio: POLARIMTRIA Si igaia la Pof.ssa Di Valei pe il maeiale didaico foio

2 Teciche Chio-oiche Misua diffeeiale dell ieaioe di molecole chiali co luce polaiaa OR opical oaio ORD opical oaoy dispesio CD cicula dichoism

3 Oulie della leioe: Chialià Polaiaioe di ode eleomageiche Ieaioe di sisemi chiali co ode eleomageiche polaiae: biifagea e dicoismo speiee di laboaoio fomaioe alla sicuea 3

4 Molecole chiali ed aivià oica La chialià è la popieà di avee u immagie speculae o sovappoibile. Cofiguaioe dei cei chiali R/S - Pioià - Guadado dal sosiuee a bassa pioià H - Seso oaio= S Ua molecola chiale e la sua immagie speculae soo dee eaiomei o isomei oici. I due eaiomei uoao il piao di polaiaioe dello sesso agolo ma i dieioi oppose eaiomei levogio L - e desogio D +. 4

5 L ambiee fisiologico è u ambiee chiale Ammioacidi: i aua esisoo solo eaiomei L imi seeospecifici S-ibupofee famaco aivo mee il suo eaiomeo è iaivo Le molecole chiali soo oicamee aive: a uoao il piao di polaiaioe della adiaioe e.m. polaiaa lieamee; b peseao u diveso assobimeo della adiaioe polaiaa cicolamee desa o siisa. 5

6 Radiaioe eleomageica el vuoo k B B k cos cos c k Noaioe complessa: k i B k i B B k i k i exp exp exp exp * * 6 k veoe d oda

7 Luce piao-polaiaa o lieamee polaiaa U oda eleomageica si dice polaiaa lieamee quado il suo veoe campo eleico così come il veoe campo mageico oscilla sempe ella sessa dieioe. Il piao idividuao dalla dieioe di oscillaioe del campo eleico e dalla dieioe di popagaioe dell oda è il piao di polaiaioe. x M Oda piaa polaiaa lieamee lugo x: il campo eleico oscilla el piao x Dieioe di popagaioe 7

8 Polaiaioe lieae Polaiaioe lieae lugo l asse y y cos k Polaiaioe lieae lugo l asse x x cos k x y veoi uiai hp://cddemo.sialab.og/idex.hml 8

9 Sovapposiioe a ode polaiae lieamee i piai pepedicolai Il campo oale isula dalla somma veoiale! delle due compoei: i geeale dipedee dalle elaive iesià e elaioe di fase Compoei i fase: Polaiaioe lieae A 45 dall asse x x y x y k cos x y 9

10 Due polaiaioi oogoali fa loo soo ua base che geea ogi ala polaiaioe x cos k y cos k Radiaioe polaiaa cicolamee desa e siisa Desogia x cos k x ysik y Levogia x cos k x ysik y 1

11 Radiaioe polaiaa lieamee: combiaioe di due ode polaiae cicolamee U oda polaiaa lieamee può essee descia come somma veoiale di due ode polaiae cicolamee veso desa l ua e veso siisa l ala co I veoi eleici di uguale fequea ed ampiea. 11

12 Radiaioe polaiaa cicolamee U oda eleomageica si dice polaiaa cicolamee quado il suo veoe campo eleico uoa aoo ad u asse di popagaioe maeedo cosae il modulo e descivedo u gio i u peiodo T cioè i ua. La oaioe di el piao xy: y x Righhaded Lefhaded Dieioe di popagaioe Coveioe: polaiaioe desogia: guadado veso la sogee si vede uoae i 1 seso oaio

13 Popagaioe i u meo maeiale.. exp.. exp c c j c i i B B c c j c i i = c/v idice di ifaioe κ =c/v=1.. exp exp c c j i j κ =c/v>1 s. =... exp c c j c i 13 κ = coefficiee di assobimeo

14 Compoee L Maeiali Oicamee Aivi L ieaioe co il campo eleomageico dipede dalla polaiaioe di ques ulimo. Luce polaiaa lieamee sessa fase sessa ampiea Compoee R Velocià divese ell aavesae il meo oicamee aivo: L R escoo sfasae Feomeo della BIRIFRANGNZA CIRCOLAR ROTAZION OTTICA Assobimei divesi ell aavesae il meo oicamee aivo: L R escoo co ampiea divesa Feomeo del DICROISMO CIRCOLAR 14

15 Teciche Chio-oiche Coivolgoo ue la misua diffeeiale dell ieaioe di molecole chiali co luce polaiaa OR opical oaio misua l eià della oaioe del piao della luce lieamee polaiaa ad ua cea lughea d oda ORD opical oaoy dispesio misua OR a divese lughee d oda poco uiliao ispeo al CD CD cicula dichoism misua la diffeea i assobimeo a la luce polaiaa a desa e a siisa a divese lughee 15

16 Biifagea cicolae e oaioe oica Sosae oicamee aive co idice di ifaioe diveso L R pe la adiaioe polaiaa cicolamee a siisa e a desa uoao il piao di polaiaioe della luce polaiaa lieamee di u agolo. L R : biifagea cicolae : oaioe oica L < R All igesso del meo All uscia del meo 16

17 c k k y k x y x si cos c k y c c x y x si cos 1 I assea di biifagea cicolae = c y c x y x si cos c x x cos I pesea di biifagea cicolae Radiaioe polaiaa lieamee si si cos cos si si cos cos y x y x x y x Biifagea cicolae e oaioe oica dove c c 17

18 Biifagea cicolae e oaioe oica 3 I pesea di biifagea cicolae x x cos c y si cos c c w Radiaioe polaiaa lieamee ma uoaa di u agolo: α c λ Biifagea cicolae - L R α α l L R λ l L 18 λ R Roaioe oica i adiai l cammio oico i cm Roaioe oica i gadi l cammio oico i cm 18

19 Cosideaioi Il poee oico oaoio è la coseguea della divesa eià della ifaioe della luce polaiaa cicolamee desosa e siisosa ad opea di molecole chiali o aceme. Tale feomeo che poduce l agolo di oaioe misuao è dovuo alla biifagea cioè u alleameo diseguale della luce polaiaa desosa e siisosa R L quado la luce passa aaveso la sosaa oiicamee aiva. La dispesioe oica oaoia ORD iflee il medesimo feomeo al vaiae della lughea d oda. 19

20 Roaioe specifica i gadi cm 3 / g dm misuaa a ua paicolae T e iga D del Na 589 m aaveso u dm di cammio oico quado sia pesee 1 g di sosaa i 1 cm 3. T 3 gadi cm /g dm C = coceaioe i g cm -3 C α d Roaioe specifica e molae T d = cammio oico i decimei Roaioe Molae i gadi / M cm α Cl C = coceaioe i M gadi /M cm l = cammio oico i ceimei

21 Dispesioe oica oaoia ORD La dipedea della oaioe oica dalla lughea d oda è dea dispesioe oica oaoia. l l α λ ll α 18 λ La cuva ORD è u plo di [] o [] vs Roaioe oaia viee ploaa posiiva aioaia egaiva ORD pe composi chiali i assea di comofoi soo cuve semplici moooe. La pesea di comofoi che assoboo el 1 age esploao da luogo all effeo Coo.

22 Legge di Bio La legge di Bio del poee oaoio specifico delle soluioi deemia la dipedea della oaioe dalla coceaioe della sosaa oicamee aiva: D Cl T= C λ=iga D del sodio a m Il valoe di [α] è u dao aaliico che accompaga ogi composo chiale e peao pemee ua compaaioe co i dai pesei i leeaua.

23 Polaiaioe elliica Quado le compoei cicolamee polaiae vegoo assobie diffeeemee dal campioe si ha CD. Il veoe somma o sa più sul piao di polaiaioe iiiale ma iiia a descivee ua aieoia elicoidale λ=λ ass κ L κ R All igesso del meo All uscia del meo 3

24 Dicoismo cicolae Misua la diffeea di assobimeo della luce polaiaa cicolamee a siisa e a desa A = A L -A R = [ L - R ]lc A = lc < 1 M -1 cm -1 ipicamee M -1 cm -1 Il segale CD è ua diffeea molo piccola a due valoi gadi! 4

25 lliicià ed elliicià molae q elliicià q acgb/a=.33*18/4*a i gadi q 3.98 CD i gadi dove CD =A = C l elliicià molae q q / C l i gadi M -1 cm -1 [q 398 i gadi M -1 cm -1 dove: C: molaià del soluo l: cammio oico i cm 5

26 Dicoismo cicolae e biifagea cicolae κ L κ R L R Roaioe oica biifagea α l 18 l λ lliicià q dicoismo q 33A i gadi All igesso del meo All uscia del meo 6

27 I laboaoio Caledaio Laboaoio Oobe Novembe Dicembe Geaio Guppo Pog Pol Pol Pol IR IR IR NMR NMR NMR AF AF AF Rec Rec 3-4 Pog Pol Pol Pol IR IR IR NMR NMR NMR AF AF AF Rec Rec 5-6 Pog Pol Pol Pol IR IR IR NMR NMR NMR AF AF AF Rec Rec 7-8 Pog IR IR IR Pol Pol Pol AF AF AF NMR NMR NMR Rec Rec 9-1 Pog IR IR IR Pol Pol Pol AF AF AF NMR NMR NMR Rec Rec 11-1 Pog IR IR IR Pol Pol Pol AF AF AF NMR NMR NMR Rec Rec Assemblaggio dei compoei oici pe effeuae misue co luca polaiaa Veifica della legge di Malus Misua della oaioe oica specifica di uo uccheo D o L Misua della dispesioe oaoia Veifica della legge di Bio 7

28 Se-up sumeale

29 Se-up sumeale 9

30 Veifica della legge di Malus Se u fascio di luce polaiaa lieamee aavesa u secodo filo polaiae l'iesià lumiosa viee smoaa secodo la legge di Malus: Il appoo a le ampiee dell'oda asmessa e icidee è popoioale al coseo dell'agolo compeso a la dieioe di polaiaioe dell'oda icidee e quella del filo polaiaoe θ. L'iesià di u'oda è popoioale al modulo quado della sua ampiea q q 1 q I I cos q 3

31 Aeioe el ipoae il dao speimeale Aalisi dell eoe associao alla misua Fiig 31

32 Scopo dell espeiea I quesa espeiea viee sudiao il compoameo di ucchei i soluioe acquosa come sosae oicamee aive aaveso misue polaimeiche: Deemiaioe della oaioe specifica di soluioi D- ed L-aabiosio i acqua; Veifica della legge di Bio uiliado soluioi acquose di D-fuosio D-saccaosio e D-malosio a coceaioe vaiabile. Dispesioe oica oaoia di soluioi di D- ed L-aabiosio; 3