Polarimetrie

Bestimmte Substanzen drehen die Ebene von polarisiertem Licht. Wie kann ein Polarimeter den Winkel dieser Drehung messen oder die Konzentration des Stoffes bestimmen? Wie werden Polarimeter und ihre automatisierten Anwendungen für normengerechte Messverfahren eingesetzt?

Wie funktioniert eigentlich ein Polarimeter?

Polarimeter messen die Veränderung der Polarisationsebene des linear polarisierten Lichtes nach der Wechselwirkung mit einer chiralen Substanz. Es liefert Aussagen zur spezifischen Drehung im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn.

Wie funktioniert ein Polarimeter?
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Optische Aktivität

Als optische Aktivität beschreibt man die Eigenschaft bestimmter Substanz die Polarisationsrichtung des Lichtes zu drehen. Man unterscheidet zwischen rechtsdrehenden und linksdrehenden Substanzen.

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Chiralität

Chiralität beruht auf der unterschiedlichen räumlichen Anordnung von Atomen und Atomgruppen um eines oder mehrere Stereozentren. Chirale Objekte besitzen kein Spiegel-Symmetriezentrum, dieses Kriterium gilt auch für chemische Verbindungen. Ein wenig vergleichbar in ihrer Abbildung in der rechten und linken Hand.

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Enantiomere

Enantiomere sind chirale Moleküle. Bei ihnen sind Bild und Spiegelbild nicht deckungsgleich. Die Enantiomere besitzen zueinander eine gespiegelte Molekülgruppe. Alle Verbindungen, die solch eine Struktur aufweisen sind optisch aktiv.

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Polarisation einer elektromagnetischen Welle

Polarisation einer elektromagnetischen Welle beschreibt die Richtung ihrer Schwingung. Ein Wellenpaket bestehend aus vielen elektromagnetischen Wellen, ist im Normalfall unpolarisiert. Besitzen Wellen nur eine Schwingungsebene nennt man sie polarisiert. Das menschliche Auge kann polarisiertes Licht von unpolarisiertem nicht unterscheiden.

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Optischer Drehwert

Der Optische Drehwert ist ein Maß für die Veränderung der Polarisationsebene des linear polarisierten Lichtes nach der Wechselwirkung mit einer chiralen Substanz. Er kann experimentell mit einem Polarimeter bestimmt werden.

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Spezifischer Drehwinkel

Der spezifische Drehwinkel wird folgendermaßen bestimmt: Bei bekannter Konzentration c und Länge der Probe l kann der sogenannte spezifische Drehwinkel    einer Substanz bei der Wellenlänge des Lichts λ und der Temperatur t bestimmt werden. Misst man für diese Lösung den Drehwinkel α, dann ist:

Mittels dieses einmal bestimmten spezifischen Drehwinkels kann nun die unbekannte Konzentration einer Substanz in einer Probe durch die Messung des Drehwinkels in einem Polarimeter berechnet werden.

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Quarz

Quarz gehört zu den sehr stabilen optisch aktiven Substanzen. Quarzkontrollplatten haben sehr genau definierte Drehwinkel und werden häufig zur Kalibrierung und Justierung von Polarimetern eingesetzt.

Polarimeter Anwendungen

Anhand des Drehwinkels lassen sich die Identität und Qualität von Stoffen sowie ihre Konzentration in Mischungen feststellen, und ebenso kann er den Fortschritt von Reaktionen und Stoffumsätzen anzeigen. So werden Polarimeter in einem breiten Anwendungsspektrum eingesetzt, von der Ermittlung der Reinheit und Konzentration von Medikamenten-Inhaltsstoffen über den Reifetest landwirtschaftlicher Produkte bis zur Messung des Zuckergehalts in Getränken und Süßwaren.

Typische Anwendungen unserer Polarimeter
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Automatisierung mit Polarimetern

Maximale Effizienz und erhöhte Zeitersparnis durch Automatisierungsmöglichkeiten - mit unseren Polarimetern P8000-TF und P8100-TF mit ihren temperierbaren Messröhren kann der gesamte Messprozess von der Probenzufuhr über die Reinigung bis hin zur Trocknung halb- oder vollautomatisch und ohne manuelles Eingreifen durchgeführt werden.

Mehr zur Automatisierung
Polarimeter P8000-TF vollautomatische Probenzufuhr

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