Поляриметрия

Атомы в составе молекул некоторых веществ способны поляризоваться,

т. е. приобретать дипольный момент в электрическом поле. Поляризация атомов обусловлена смещением в молекуле атомов разного типа, что связано с несимметричным распределением электронной плотности в молекуле. Вещества, содержащие такие асимметрические атомы, обладают оптической активностью. Они способны вызывать вращение плоскости поляризации проходящего через исследуемое вещество света.

Величина угла вращения зависит от концентрации вещества, поэтому поляриметрию широко применяют для измерения концентрации оптически активных веществ, например сахаров.

Если оптическая активность обусловлена особенностями молекулярного строения вещества, то она проявляется только в растворах. К таким веществам относятся сахароза, фруктоза, глюкоза, винная кислота. Для их количественного определения используют поляриметрию.

Оптическая активность вещества характеризуется удельным вращением. Под удельным вращением понимают угол поворота плоскости поляризации при прохождении поляризованного луча через раствор, в 1 мл которого содержится 1 г растворенного вещества, при толщине слоя раствора 1 дм.

Удельное вращение [σ] ²⁰_D зависит от природы исследуемого вещества и растворителя, температуры, толщины слоя исследуемого раствора, поэтому его величину измеряют при температуре 20 ºС и относят к желтой линии натрия D, указывая используемый растворитель.

Принцип работы поляриметра

Измерение оптической активности при помощи поляриметра: 1 — источник света, 2 — неполяризованный свет, 3 — поляризатор, 4 — поляризованный свет, 5 — кювета с раствором вещества, 6 — оптическое вращение 30°, 7 — анализатор, 8 — наблюдатель

С помощью оптических поляриметров определяют величину вращения плоскости поляризации света при прохождении его через оптически-активные среды (твёрдые вещества или растворы).

Применяется для изучения структуры и свойств вещества. Имеет прикладное применение в лабораториях пищевой, химической промышленности и других отраслях науки и производства для определения концентрации растворов оптически активных веществ, таких как сахар, глюкоза, белок, по углу вращения плоскости поляризации.

Пример асимметрического атома углерода в белках - см. слайд

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ СВОЙСТВ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

Методы исследования люминесцентных свойств вещества основаны на измерении интенсивности свечения (люминесценции) атомов, ионов, молекул при их возбуждении различными видами энергии. При люминесценции происходит испускание света возбужденными частицами:

А^* А + h

Переходя в более низкое энергетическое состояние, частица испускает квант света – люминесцирует.

Главным преимуществом измерительных люминесцентных методов является низкий предел обнаружения (менее 10–8 %), в связи с чем методы исследования люминесцентных свойств пищевых продуктов хорошо зарекомендовали себя в качестве экспресс-оценки их доброкачественности.

Чаще всего источником возбуждения люминесценции является свет оптического диапазона ультрафиолетовых и видимых частот, в этом случае явление называют фотолюминесценцией. В зависимости от времени пребывания частиц в возбужденном состоянии различают флуоресценцию и фосфоресценцию.

Флуоресценция – кратковременное свечение (τ = 10^–7 ÷ 10^{– 10} с), которое продолжается только при облучении. Если источник возбуждения устранить, то свечение прекращается мгновенно или не более чем через 10^–3 с.

Фосфоресценция – более длительное свечение (τ = 10^–3 ÷ 10^–2 с), которое продолжается после отключения источника излучения.