Unterschied zwischen optischer Drehung und spezifischer Drehung

Hauptunterschied - Optische Rotation vs. spezifische Rotation

Sowohl die optische Drehung als auch die spezifische Drehung bringen die gleiche Idee zum Ausdruck, dass das in der Ebene polarisierte Licht durch bestimmte Substanzen in verschiedene Richtungen gedreht wird. Diese Substanzen werden optische Isomere oder Enantiomere genannt. Optische Rotation ist die Rotation von in der Ebene polarisiertem Licht, wenn ein Lichtstrahl durch bestimmte Materialien gerichtet wird. Die spezifische Drehung gibt den Drehwinkel von planarisiertem Licht um eine bestimmte Verbindung bei einer bestimmten Temperatur an. Dies ist der Hauptunterschied zwischen optischer Drehung und spezifischer Drehung. Die Standardmessung für die optische Drehung einer bestimmten chemischen Verbindung wird als spezifische Drehung bezeichnet.

Wichtige Bereiche

1. Was ist optische Rotation?
      - Definition, Erklärung
2. Was ist spezifische Rotation?
      - Definition, Erklärung und Berechnung
3. Was ist der Unterschied zwischen optischer Rotation und spezifischer Rotation?
      - Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Dextrorotar, Enantiomere, intrinsische Eigenschaft, Levorotar, optische Isomere, optische Rotation, Flugzeug-polarisiertes Licht, Polarimeter, spezifische Rotation

Was ist optische Rotation?

Die optische Drehung wird auch als optische Aktivität bezeichnet. Es ist die Rotation von planarisiertem Licht, wenn ein Lichtstrahl durch bestimmte Materialien gelenkt wird. Diese Materialien sind als optisch aktive Verbindungen bekannt. Die Verbindungen, die in diese Gruppe eingeschlossen werden können, werden Enantiomere oder optische Isomere genannt.

Enantiomere oder optische Isomere haben die gleiche Anordnung von Atomen, ihre molekularen 3D-Strukturen unterscheiden sich jedoch voneinander. Daher ist ein Paar von Enantiomeren nicht überlagerbare Spiegelbilder voneinander. Diese Isomere haben abgesehen von ihrer optischen Aktivität die gleichen chemischen und physikalischen Eigenschaften.

Abbildung 1: Optische Drehung

Wenn ein Enantiomerenpaar in Betracht gezogen wird, dreht eine Verbindung planarisiertes Licht im Uhrzeigersinn, während das andere Enantiomer planarisiertes Licht entgegen dem Uhrzeigersinn dreht. Abhängig von der Richtung, in die das in der Ebene polarisierte Licht gedreht wird, werden die Enantiomere genannt. Die Verbindung, die Licht im Uhrzeigersinn drehen kann, wird entweder als (+) - Isomer oder als d-Isomer bezeichnet. Der Buchstabe d wird verwendet, um das Wort "dextrorotary" (Uhrzeigersinn) auszudrücken. Die Verbindung, die Licht gegen den Uhrzeigersinn drehen kann, wird entweder als (-) - Isomer oder als l-Isomer bezeichnet. Der Buchstabe l wird verwendet, um das Wort "levorotary" (gegen den Uhrzeigersinn) auszudrücken..

Die optische Drehung wird durch Polarimetrie unter Verwendung eines Polarimeters gemessen. Hier wird ein plan polarisierter Lichtstrahl durch eine Probe gelenkt und die Drehung dieses Lichtstrahls wird gemessen. Die abschließende Messung hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie z. B. Konzentration der Probe, Wellenlänge des verwendeten Lichts, Temperatur usw.

Was ist spezifische Rotation?

Die spezifische Drehung ist eine charakteristische Eigenschaft einer bestimmten Substanz und ist die Standardmessung für die optische Drehung dieser Substanz. Die spezifische Drehung ergibt die Änderung in der Richtung von in der Ebene polarisiertem Licht pro Entfernungseinheit der Zelle und pro Konzentrationseinheit der Probe, wenn Licht durch diese Probe geleitet wird. Die spezifische Drehung ist eine intrinsische Eigenschaft. Dies bedeutet, dass es eine Eigenschaft ist, die eine Substanz unabhängig von anderen Dingen für sich besitzt.

Abbildung 2: Mechanismus der optischen Drehung in einem Polarimeter

1 ist eine normale Lichtquelle (unpolarisiert) und wird durch einen Prismenpolarisator (bei 2) polarisiert. Die Probe wird in einer Zelle (bei 5) aufbewahrt, in der eine optische Drehung auftritt. Schließlich wird es von einem Prismenanalysator erfasst (bei 7)..

Spezifische Rotationsformel und Berechnung

Die spezifische Rotation einer Substanz wird durch die folgende Formel angegeben.

[α]^T_λ  = Α / l.c

Dabei ist α die Beobachterrotation von in der Ebene polarisierten Lichts,

               l ist die Weglänge des Lichts oder die Länge der Probenzelle,

               c ist die Konzentration oder Dichte der Probe.

T ist die Temperatur und λ ist die Wellenlänge des Lichts. Um den Wert für die spezifische Rotation einer Substanz zu erhalten, sollten Temperatur und Wellenlänge (des einfallenden Lichts) konstant sein. Die spezifische Drehung wird ebenfalls mit einem Polarimeter gemessen.

Unterschied zwischen optischer Drehung und spezifischer Drehung

Definition

Optische Drehung: Optische Rotation ist die Rotation von in der Ebene polarisiertem Licht, wenn ein Lichtstrahl durch bestimmte Materialien gerichtet wird.

Spezifische Drehung: Die spezifische Drehung ist eine charakteristische Eigenschaft einer bestimmten Substanz und ist die Standardmessung für die optische Drehung dieser Substanz.

Natur

Optische Drehung: Die optische Rotation kann beobachtet werden, wenn eine beliebige Substanz als Probe verwendet wird.

Spezifische Drehung:  Die spezifische Drehung ist eine intrinsische Eigenschaft einer bestimmten Substanz bei konstanter Temperatur.

Wellenlänge

Optische Drehung:  Die optische Drehung kann für jede Wellenlänge beobachtet werden (hängt jedoch von der Probe ab).

Spezifische Drehung:  Die spezifische Drehung ist ein anderer Wert, wenn die Wellenlänge des Lichtstrahls geändert wird.

Fazit

Optische Rotation ist die Rotation von planarisiertem Licht durch eine Substanz. Diese Drehung kann entweder im oder gegen den Uhrzeigersinn erfolgen. Die Verbindungen, die zu dieser Rotation befähigt sind, sind Enantiomere. Die Standardmessung für die optische Drehung einer bestimmten chemischen Verbindung wird als spezifische Drehung bezeichnet. Dies ist der grundlegende Unterschied zwischen optischer Drehung und spezifischer Drehung.

Verweise:

1. Chiralität und optische Aktivität, chemisch, hier verfügbar.
2. Texttexte. „Optische Aktivität.“ Chemie LibreTexts, Libretexts, 6. August 2016, hier verfügbar.
3. „Spezifische Rotation: Formel & Berechnung“. Study.com, hier erhältlich.

Bildhöflichkeit:

1. "Optische Drehung" Nach Benutzer: DrBob ~ commonswiki (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia
2. "Polarimeter (optische Drehung)" von Kaidor - (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia