20 Методы изучения оптически активных веществ

Оптически активные вещества – при определенных условиях и в отсутствии внешних воздействий способны изменять плотность поляризационного излучения (вектор электрического поля)

Вызывать изменения плотности могут явления:

- взаимодействия со средой поляризационное монохроматическое излучение;

- излучение разных длин волн

- при воздействии внешнего магнитного поля

- при коэффициенте поглощения в исследуемой среде, помещ. в продольное магнитное поле для лево- и правоциркулирующего излучения

- изменение скорости распространения излучения для излучений лево-/правоцирк. векторов поляризации по кругу.

Наибольшее распространение в лабораторных исследованиях получил поляриметрический метод, основанный на анализе оптически активных веществ, исследовании среды по изменениям вращения плоскости поляризации внешнего излучения.

Если обозначить угол поворота В, то

L

удельная вращательная способность вещества

- концентрация активной компоненты

L – толщина среды

зависит от природы вещества, типа растворителя, λ и Т. Для 2-лучевой схемы измерения можно определить

0.001 – точность по концентрации

21 Рефрактометрия

Определение показателя преломления показателя исследуемой среды.

Для рефрактометрического анализа объект исследования помещается в жидкую фазу. Для получения количественного значения можно использовать различные физические явления/принципы.

1) Зависимость угла полного внутреннего отражения α’ от показателя преломления среды.

Если sin α и sin b =1, то α’=arcsin(1/n).

найдя α’, легко определить n.

1,3…1,9 – можно легко и с высокой точностью(~10^-4) определить показатель преломления (для каждого вещества свой)

2) Использование преломления луча в призме - спектрометрическая рефрактометрия

Изготавливают призму из контролирующей среды. Для определения n используют зависимость n(λ)

3) Интерференция лучей – использование 2 сред с разными показателями преломления. 1 – исследуемая, 2 – эталонная. Если 2 луча от 1-го источника пропустить через различные преломляющие среды (n1 и n2) одинаковой толщины, то после прохождения сред для различных лучей будет наблюдаться некоторая разность в их фазах. При одновременном наблюдении лучей можно получить интерференционную картину.

L – толщина сред

сдвиг интерференционных полос будет пропорционально разности показателей преломления. Метод позволяет фиксировать ≤0,1 отличий в n.

4) Зависимость отношения интенсивности отражения и преломления потоков на границе раздела среды от показателя преломления

при достаточной стабильности падающего потока можно регулировать только отраженный поток, который будет нести инфо о физико-химическом основании среды.

5) Фокусирующие действия контролирующей среды. Если луч проходит из среды с большим n в среду с меньшим показателем преломления, то угол падения<угла преломления. Эффект используется в методах фокусированной рефрактометрии, при чем в качестве фокусирующего устройства используется стекло, камера, наполненные контрольной средой.

Нужно учитывать, что n зависит от ряда факторов: λ, Т, Р. Поэтому для использования n от состава вещества используют определенную величину – молярная рефракция

М – молекулярная масса

- плотность

Величина R зависит только от природы вещества

Общая рефракция смеси веществ равна сумме рефракций компонент

Чтобы получить инфо о концентрации в-ва, нужно произвести калибровку

типичный вид калибровочной кривой (для 2-х компонент)