polarímetro mide el ángulo de desviación de la luz polarizada, provocado por aquellas sustancias ópticamente activas (por ejemplo, sacarosa) en una solución de la muestra. La técnica utilizada por el polarímetro se llama polarimetría, que se basa en la rotación (inclinación) de la luz polarizada (la luz después de pasar por un polarizador) a medida que pasa a través de una solución ópticamente activa (por ejemplo, una solución de sacarosa).La luz que vemos habitualmente consiste de ondas electromagnéticas, cuyas vibraciones son perpendiculares a la dirección de su desplazamiento, existiendo infinitos planos que pasan por la línea de propagación. La luz común vibra en todos esos planos.

Cuando la luz pasa a través de un polarizador, se forma una luz con un ancho de banda estrecha en un plano de dirección. Si una muestra de solución cambia el ángulo de polarización de la luz, esto indica la presencia de una sustancia

ópticamente activa en la muestra. El grado de rotación de la luz polarizada se llama grado de polarización (simplemente pol). El grado de

polarización (pol) es proporcional a la concentración de las sustancias ópticamente activas (como sacarosa) en una muestra de solución.

Esta propiedad se utiliza en la polarimetría.Los siguientes factores afectan el grado de polarización:

Temperatura de la muestra Longitud de onda del polarímetro La longitud del tubo del polarímetro (longitud del tubo de ruta) La naturaleza de las sustancias no glucósidas en la muestra Concentración de sustancias ópticamente activas en la muestra

El grado de polarización aumenta al aumentar la temperatura. En los laboratorios de azúcar, la temperatura, la longitud de onda, y la longitud de polarímetro se mantienen constantes; además se usan reactivos que permiten aclarar la solución sacarina, precipitando las impurezas. Por lo tanto, el grado de polarización se relaciona directamente con la concentración de sacarosa aparente, presente en la muestra.

Un equipo polarímetro sencillo (tipo antiguo) consiste en lo siguiente:

Un polarizador para crear la luz polarizadaUn tubo para mantener la muestra en el camino de la luz polarizadaUn segundo polarizador (llamado analizador), después de instalado el tubo de muestra, para crear el grado de polarizaciónUna escala (calibrado 0 a 360 °) para medir los grados de polarización.A diferencia de los modelos más antiguos, los modernos polarímetros convierten los grados de polarización en valores numéricos y son de visualización directa, dando el % de sacarosa (PS). Este porcentaje expresa el contenido en sacarosa aparente de la masa, que tiene el mismo significado que el grado de polarización (simplemente pol), que es el grado de rotación de la luz polarizada en una solución de azúcar.

En polarimetría, algunas sustancias giran la luz polarizada hacia la derecha, y otras giran la luz hacia la izquierda. La dirección de rotación está indicado por un signo más (+) para una rotación a la derecha, y un signo menos (-) para una rotación a la izquierda. Por ejemplo, sacarosa, glucosa (dextrosa), rafinos, dextrano, rotan la luz polarizada hacia la derecha y así se llaman azúcares dextrógiros. La fructosa (levulosa) gira la luz polarizada hacia la izquierda y por lo tanto es llamada azúcar levógira.

Lo que se muestra a continuación es la rotación específica de una solución normal y de algunos de sus azúcares componentes, a 20 º C y una longitud de onda de 589 nanómetros (nm, m = 1109 nm):Sacarosa 66,5 ºGlucosa 52,5 ºFructosa -92,4 ºRafinosa 123.2 º

En los laboratorios de azúcar, el contenido de sacarosa se mide mediante dos métodos:

Método de Inversión Método polarimétrico

Sin embargo, el método polarimétrico se utiliza generalmente porque,Los resultados medidos por el método polarimétrico y por el método de inversión son muy similares La determinación es rápida por el método polarimétrico (unos 3 minutos), y lento por el de inversión (aproximadamente 3 horas) El análisis de las soluciones impuras de sacarosa por el método polarimétrico requiere la aplicación de un reactivo (subacetato de Pb) que aclare la muestra antes de que sea volcada en el tubo de 200 mm, que se ubica en el polarímetro, para hacer la medición correspondiente.

Aplicaciones de la PolarimetríaLas aplicaciones que tiene el polarímetro dentro del laboratorio industrial de procesos en los que intervienen sustancias orgánicas ópticamente activas son innumerables. Es muy utilizado en tecnología alimentaria que se relaciona con los azúcares. El examenpolarimétrico de disoluciones de azúcar (azúcar de caña o de remolacha, sacarosa) desempeña un papel de importancia extraordinaria en la industria azucarera y, en vista de la importanciaeconómica, llegó a ser objeto de exámenes minuciosos, por de pronto a base nacional y, más tarde, a base internacional. También tiene mucha utilización en laboratorios bioquímicos y farmacológicos para determinaciones analíticas cuantitativas. Puesto que los medicamentos y también aceites etéreos son con frecuencia ópticamente activos, se puede aprovechar la determinación de la rotación para determinar la concentración y pureza. En muchos casos, una rotación determinada en sustancias ópticamente inactivas deja suponer impurificaciones.Además debe mencionarse, la utilización de la polarización aplicada al microscopio como instrumento óptico de observación en el campo de la biología.

Magnitudes de Medición

El ángulo de rotación del plano de la luz polarizada depende del tipo de sustancia atravesada porlos rayos del espesor y la temperatura, así como también de la longitud de onda de la luzutilizada.En el caso de disoluciones, dependerá además de la concentración.Como los polarímetros que disponemos están destinados al examen de líquidos y disoluciones, sesometerán solamente estos a consideraciones más detalladas.El ángulo de rotación medido es proporcional a una constante del material (sustancia) que a suvez depende de la longitud de onda y de la temperatura. Esta constante se denomina rotaciónespecífica, y guarda además relación con el espesor de capa atravesada por los rayos y, en márgenes deconcentración limitados, con la concentración.La rotación específica tiene las siguientes unidades:

Generalmente se ve expresada esta constante así: . Esto significa que es la rotación específica medida a la longitud de onda para la línea D del sodio a 20ºC de temperatura.

El ángulo medido es:

Donde:l = espesor de la capa (tubo polarimétrico) en dmc = concentración de la solución ópticamente activa, en gramos de soluto por cada 100 ml desolución.100 = factor para expresar en gramos por ciento la solución y en dm la longitud

f = factor de conversión

(en la Tabla II del Apéndice se muestran valores de f y de rotación específica para distintas sustancias)Puesto que c = p * δ , donde p es el contenido porcentual de la disolución de la sustanciaópticamente activa, y δ es el peso específico de la disolución en g/ml, se tiene:

Para líquidos puros (p = 100%), queda:

El resultado obtenido, ya sea para determinar concentración o contenidoporcentual, será tanto más exacto cuanto más grande sea la longitud óptica que debe atravesar elrayo, obteniéndose mayor precisión en la medición del ángulo de rotación (α ).

El polarímetro automático P3000 funciona, igualmente, de forma completamente automática. Este destaca por una capacidad de manejo especialmente sencilla, de forma que también puede ser utilizado por personal sin conocimientos especializados. Con esto, es apto para usos cercanos a los procesos de producción, por ejemplo, durante los controles de calidad. Los resultados pueden presentarse directamente como ángulos de giro en º o en la Escala Internacional del Azúcar en ºZ.

PolarímetroMuchas sustancias químicas, especialmente las bioquímicas, son ópticamente activas. Giran el plano de polarización de la luz polarizada que las atraviesa. La dirección de giro y el ángulo de giro específico α son magnitudes características de una sustancia o una solución. Su medición se efectúa con polarímetros.La polarimetría es una técnica de alto rendimiento para el análisis de líquidos ópticamente activos, como, por ejemplo, las soluciones azucaradas, el ácido láctico o el ácido tartárico. La medición del ángulo de giro de la luz con polarización lineal al atravesar una sustancia ópticamente activa pertenece al repertorio estándar de las prácticas de laboratorio químicas, bioquímicas y farmacéuticas. Estas ofrecen información valiosa acerca de la estructura química, la quiralidad y la concentración de una prueba. Los polarímetros clásicos funcionan de forma manual. La claridad de la luz polarizada y girada se valorará a ojo y el resultado se leerá en una escala. El uso de un polarímetro manual requiere que el operario tenga experiencia, que esté cualificado y exige un cierto periodo de tiempo. Un polarímetro automático moderno acelera estos procesos – se dispone de un valor de medición más preciso en tan solo unos pocos segundos. El funcionamiento digital de este dispositivo descarta los fallos de medición originados por el usuario y facilita resultados reproducibles con exactitud – un factor decisivo para las mediciones durante los controles de calidad y el seguimiento de procesos. La polarimetría automática es compatible con las Buenas Prácticas de Laboratorio (GLP por sus siglas en inglés) y el US FDS 21 CFR parte 11.

La inversión en un instrumento automatizado se amortiza rápidamente, porque mejora la productividad en el laboratorio de forma considerable. Hoy en día, en las empresas modernas de las ramas farmacéutica, química, del azúcar y del procesamiento de alimentos, los polarímetros automáticos representan un estado indispensable de la técnica.

Polarización y polarimetría – Principios físicosLas ondas electromagnéticas, incluyendo la luz, presentan un plano de polarización inconfundible que está definido por el plano de los componentes de campo eléctricos. La así llamada luz no polarizada, natural, consiste en la superposición de una variedad de ondas individuales de diferentes polarizaciones. Solo a través de ciertos efectos físicos como, por ejemplo, el reflejo sobre una superficie no metálica, se pueden filtrar las ondas de un plano particular. Algunos insectos son capaces de percibir la luz polarizada, consiguiendo así una mayor capacidad a la hora de mirar a través de la superficie del agua. El hombre debe utilizar instrumentos físicos con el fin de poder observar los efectos de polarización.Los filtros polarizadores están compuestos por una lámina especial que solo puede ser atravesada por luz de un plano de polarización y que absorbe al resto. Los fotógrafos utilizan filtros similares para eliminar los reflejos no deseados.Los materiales conocidos como ópticamente activos son sustancias transparentes que hacen girar el plano de polarización de la luz que les impacta. Esto se debe a la estructura espacial de sus moléculas. Algunos materiales cuentan con la misma composición química, pero sus moléculas están dispuestas espacialmente de forma simétrica. Estos son los llamados enantiómeros, que rotan el plano de polarización de la luz en direcciones opuestas. Algunos ejemplos son el azúcar o el conocido ácido láctico del yogur, que lleva a cabo una rotación hacia la derecha y la izquierda. En la naturaleza, por lo general, solo se da uno de los dos enantiómeros. Sin embargo, durante la síntesis química, ambos pueden ocurrir. Los diversos enantiómeros de una misma sustancia tienen efectos farmacológicos diferentes y por ello deben separarse durante la producción farmacéutica, por ejemplo, mediante la detección HPLC. La pureza de los productos de reacción puede determinarse mediante polarimetría.En un polarímetro, la luz no polarizada de una fuente de luz pasa a través de un polarizador. La luz con polarización lineal que atraviesa el polarizador pasa a través de la cubeta que contiene la sustancia a examinar. Al hacer esto, se gira el plano de polarización. El ángulo de giro se determina con el analizador, el cual, igualmente, solo deja pasar luz con polarización lineal al ojo del observador. En el polarímetro, el polarizador y el analizador se configuran de tal forma que la luz no pueda pasar a través de cubetas vacías. Tras efectuar el llenado con la sustancia ópticamente activa, volverá a pasar un poco de luz a través del analizador. A continuación, el analizador se girará de tal manera que vuelva a oscurecerse. Ahora, el ángulo de giro se puede leer en una escala. Dado que el valor de giro depende de la temperatura de la muestra y de la longitud de onda de la luz utilizada, se indicará la rotación óptica para temperaturas definidas. En el laboratorio, esta suele ser de 20 °C. Habitualmente, la medición se lleva a cabo utilizando la luz de la línea D del sodio con una longitud de onda de 589 nm.

Descripción:Consta de una "regla" con una escuadra en un extremo, sobre la cual se desliza otra destinada a indicar la medida en una escala. Permite apreciar longitudes de 1/10, 1/20 y 1/50 de milímetro utilizando el nonio. Mediante piezas especiales en la parte superior y en su extremo, permite medir dimensiones internas y profundidades. Posee dos escalas: la inferior milimétrica y la superior en pulgadas. Mordazas para medidas externas. Mordazas para medidas internas. Coliza para medida de profundidades. Escala con divisiones en centímetros y milímetros. Escala con divisiones en pulgadas y fracciones de pulgada. Nonio para la lectura de las fracciones de milímetros en que esté dividido. Nonio para la lectura de las fracciones de pulgada en que esté dividido. Botón de deslizamiento y freno.

 PARTES DEL POLARIMETRO Los componentes básicos del polarímetro son: Una fuente de radiación monocromática Un prisma que actúa de polarizador de la radiación utilizada Un tubo para la muestra Un prisma analizador Un detector (que puede ser el ojo o un detector fotoeléctrico) 

TIPOS DE POLARIMETRO: 

POLARIMETRO MANUAL MODELO 404 POLARIMETRO AUTOMATICO DIGITAL MODELO 412 POLARIMETRO AUTOMATICO DIGITAL MODELO 418 POLARIMETRO AUTOMATICO DIGITAL MODELO 419 (SACARIMETRO) POLARIMETRO AUTOMATICO DIGITAL MODELO 430 

APLICACIONES DEL POLARIMETRO 

son ampliamente utilizados en las industrias químicas y farmacéuticas para el control de calidad. Existen más de 60 variedades de sustancias químicas listadas, de las cuales se pueden medir con un polarímetro. Entre estas se incluyen: ácido ascórbico, testosterona y cocaína. se aplica las medidas con polarímetros para aditivos alimenticios , esencias y perfumes. en análisis de azúcares, siendo la forma standard de medición empleando la unidad Internacional Standard de escala de azúcar son empleados con fines educacionales para el entendimiento de la capacidad de actividad óptica de sustancias, luz polarizada y mucho más.

Las medidas del poder rotatorio óptico de una disolución se hacen en el polarímetro, que es el instrumento que se ve sobre estas líneas.Los polarímetros más típicos constan de una lámpara de vapor de sodio de la que se selecciona la línea D (es decir, la radiación de aproximadamente 589 nm). Esta luz se polariza verticalmente mediante un filtro polarizador fijo.Una vez polarizada, la radiación penetra en un tubo que contiene una disolución de la muestra. Hay tubos de diversas longitudes: 5, 10, 20 cm…; la longitud tiene que conocerse exactamente porque esa variable es el camino óptico de la radiación, l, al pasar por la disolución y está contenida en la formula del poder rotatorio óptico específico que vimos en la segunda pate de este artículo. El tubo polarimétrico va alojado en una cámara.Al final del tubo hay un segundo filtro polarizador (llamado analizador) que se puede rotar. El operador lo va girando el ángulo preciso, α, para situarlo de modo que deje pasar la luz que ha salido del tubo, lo cual detecta con su ojo aplicado a un ocular. Ese ángulo α es el poder rotatorio óptico de la disolución. Los filtros polarizador y analizador suelen ser prismas de Nicol.El siguiente esquema permite entender mejor cómo funciona el polarímetro:

Esta forma de medir el ángulo de rotación de la luz plano-polarizada tiene un inconveniente: ¿cómos abemos que hemos girado lo justo para observar la máxima luminosidad? Es muy difícil que el ojo humano distinga la luminosidad que deja pasar el nicol cuando está rotado el ángulo correcto de la que deja pasar cuando está girado, 5 grados más o 5 grados menos.Para evitar el problema se ha ideado un analizador en el que la posición de máxima luminosidad está flanqueada de dos posiciones de oscuridad gracias al uso de dos nicoles en vez de uno, formando ambos un pequeño ángulo. Con esto se consigue lo siguiente. Si hemos girado al analizador de modo que esté en la posición en que veamos máxima luminosidad, al girarlo un poco más a la derecha veremos que aparece una franja oscura, y lo mismo si lo giramos a la izquierda. Esos límites nos permiten “centrar” la zona más luminosa.

isomeríatipos de isomeríala isomería consiste en que dos o más sustancias que responden a la misma fórmula molecular presentan propiedades químicas y/o físicas distintas.los distintos tipos de isomería se clasifican según el siguiente esquema:

   Tipos de isomería            isomería estructural o planala isomería estructural o plana se debe a diferencias de estructura y puede explicarse mediante fórmulas planas.a) isomería de cadenaes la que presentan las sustancias cuyas fórmulas estructurales difieren únicamente en la disposición de los átomos de carbono en el esqueleto carbonado, por ejemplo:

Isómeros con fórmula molecular C4H10

n-butano 2-metil-propano   (isobutano)b) isomería de posiciónes la que presentan sustancias cuyas fórmulas estructurales difieren únicamente en la situación de su grupo funcional sobre el esqueleto carbonado.veamos algún ejemplo:

Isómeros con fórmula molecular C3H8

1-propanol 2-propanolc) isomería de funciónes la que presentan sustancias que con la misma fórmula molecular presentan distinto grupo funcional, por ejemplo:

Isómeros con fórmula molecular C2H6O  

etanol metano-oxi-metano

propanal propanonaestereoisomería: isomería geométricala estereoisomería la presentan sustancias que con la misma estructura tienen una diferente distribución espacial de sus átomos.una de las formas de estereoisomería es la isomería geométrica. la isomería geométrica desde un punto de vista mecánico, se debe en general a que no es posible la rotación libre alrededor del eje del doble enlace. es característica de sustancias que presentan un doble enlace carbono-carbono:

, así como de ciertos compuestos cíclicos.para que pueda darse en los compuestos con doble enlace, es preciso que los sustituyentes sobre cada uno de los carbonos implicados en el doble enlace sean distintos. es decir, que ninguno de los carbonos implicados en el doble enlace tenga los dos sustituyentes iguales.las distribuciones espaciales posibles para una sustancia que con un doble enlace son:

Forma cis; en ella los sustituyentes iguales de los dos átomos de carbono afectados por el doble enlace se encuentran situados en una misma región del espacio con respecto al plano que contiene al doble enlace carbono-carbono.

Forma trans; en ella los sustituyentes iguales de los dos átomos de carbono afectados por el doble enlace se encuentran situados en distinta región del espacio con respecto al plano que contiene al doble enlace carbono-carbono.

por ejemplo:Isómeros geométricos para el compuesto CH3-CH=CH-COOH

Isómero cis (Ácido isocrotónico) Isómero trans (Ácido crotónico)de ordinario resulta más fácil transformar la forma cis en la trans que a la inversa, debido a que en general la forma trans es la más estable.configuraciones y conformacionescomo acabamos de ver, al estudiar la isomería geométrica, hay ocasiones en que una misma estructura molecular puede adoptar disposiciones espaciales diferentes y estables que resultan ser isómeros espaciales separables. estas disposiciones espaciales diferentes y permanentes reciben el nombre de configuraciones.así las formas cis y trans de los isómeros geométricos son distintas configuraciones de la misma estructura.la libre rotación en torno a un enlace simple da lugar a que las moléculas puedan adoptar un número infinito de distribuciones espaciales interconvertibles recíprocamente sin ruptura de enlaces. estas disposiciones espaciales, pasajeras, y que se interconvierten con tanta facilidad que no pueden aislarse isómeros espaciales reciben el nombre genérico de conformaciones.dos o más conformaciones diferentes de una misma molécula reciben la denominación recíproca de rotámeros o confórmeros.de las infinitas conformaciones posibles por libre rotación en torno al enlace simple, no todas son igualmente probables, dependiendo de las interacciones entre los átomos de la misma molécula.en el etano, que es uno de los casos más sencillos de considerar, las conformaciones más notables son la alternada y la eclipsada. la siguiente figura muestra ambas conformaciones con distintos tipos de representaciones: 

Conformación alternada

Proyección encaballete

Proyección modificadade Newman

Proyección deenlaces convencionales

Etano (C2H6)Conformación eclipsada

Proyección encaballete

Proyección modificadade Newman

Proyección deenlaces convencionales

la conformación de mayor contenido energético es la eclipsada debido a que la repulsión entre los átomos de hidrógeno es máxima, mientras que en la conformación alternada es mínima.estereoisomería. isomería ópticaexisten sustancias que al ser atravesadas por luz polarizada plana   producen un giro del plano de vibración de la luz. se dice que estas sustancias presentan actividad óptica.se llaman sustancias dextrógiras las que al ser atravesadas por una luz polarizada plana giran el plano de polarización hacia la derecha (según un observador que reciba la luz frontalmente).se llaman sustancias levógiras las que al ser atravesadas por una luz polarizada plana giran el plano de polarización hacia la izquierda (según un observador que reciba la luz frontalmente).la causa de la actividad óptica radica en la asimetría molecular. en química orgánica la principal causa de asimetría molecular  es la presencia en la molécula de algún átomo de carbono asimétrico. el átomo de carbono asimétrico se caracteriza por estar unido a cuatro grupos diferentes. se acostumbra a señalar los carbonos asimétricos con un asterisco cuando se quiere poner de manifiesto su carácter de carbonos asimétricos:

en el caso de una molécula con un sólo átomo de carbono asimétrico son posibles dos configuraciones distintas y tales que una cualquiera de ellas es la imagen especular de la otra. estas configuraciones son recíprocamente enantiomorfas.

Configuraciones enantiomorfas(imágenes especulares)

los enantiomorfos son isómeros ópticos, pues teniendo la misma fórmula molecular sólo se diferencian en su acción sobre la luz polarizada. los enantiomorfos presentan las mismas propiedades químicas y físicas (excepto su acción sobre la luz polarizada). una mezcla equimolecular (igual número de moléculas) de dos enantiomorfos no presentará actividad óptica. a esta mezcla se le llama mezcla racémica.