Différence entre la rotation optique et la rotation spécifique

Différence principale - Rotation optique vs rotation spécifique

La rotation optique et la rotation spécifique expriment la même idée de rotation de la lumière polarisée dans le plan dans des directions différentes par certaines substances. Ces substances sont appelées isomères optiques ou énantiomères. La rotation optique est la rotation de la lumière polarisée dans le plan lorsqu'un faisceau lumineux est dirigé à travers certains matériaux. La rotation spécifique donne l'angle de rotation de la lumière polarisée dans le plan par un certain composé à une certaine température. C'est la principale différence entre la rotation optique et la rotation spécifique. La mesure standard de la rotation optique pour un composé chimique spécifique est appelée rotation spécifique.

Zones clés couvertes

1. Qu'est-ce que la rotation optique?
      - Définition, explication
2. Qu'est-ce que la rotation spécifique?
      - Définition, explication et calcul
3. Quelle est la différence entre la rotation optique et la rotation spécifique
      - Comparaison des différences clés

Mots-clés: dextrorotaire, énantiomères, propriété intrinsèque, lévorotaire, isomères optiques, rotation optique, lumière polarisée dans le plan, polarimètre, rotation spécifique

Qu'est-ce que la rotation optique?

La rotation optique est également appelée activité optique. C'est la rotation de la lumière polarisée dans le plan lorsqu'un faisceau de lumière est dirigé à travers certains matériaux. Ces matériaux sont connus en tant que composés optiquement actifs. Les composés pouvant être inclus dans ce groupe sont appelés énantiomères ou isomères optiques..

Les énantiomères ou les isomères optiques ont le même arrangement d'atomes mais leurs structures moléculaires 3D sont différentes les unes des autres. Par conséquent, une paire d'énantiomères est une image miroir non superposable l'une de l'autre. Ces isomères ont les mêmes propriétés chimiques et physiques à l'exception de leur activité optique.

Figure 1: Rotation optique

Lorsqu'un couple d'énantiomères est considéré, un composé fait pivoter la lumière polarisée dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, tandis que l'autre énantiomère fait tourner la lumière polarisée dans le sens contraire des aiguilles d'une montre. Les énantiomères sont nommés en fonction de la direction dans laquelle la lumière polarisée dans le plan est tournée. Le composé capable de faire pivoter la lumière dans le sens des aiguilles d'une montre s'appelle soit l'isomère (+), soit l'isomère d. La lettre d est utilisée pour exprimer le mot «dextrorotaire» (sens horaire). Le composé capable de faire pivoter la lumière dans le sens inverse des aiguilles d'une montre s'appelle soit l'isomère (-), soit l'isomère L. La lettre l est utilisée pour exprimer le mot «levorotary» (sens antihoraire).

La rotation optique est mesurée par polarimétrie à l'aide d'un polarimètre. Ici, un faisceau de lumière polarisé dans le plan est dirigé à travers un échantillon et la rotation de ce faisceau de lumière est mesurée. La mesure finale dépend de plusieurs facteurs tels que la concentration de l'échantillon, la longueur d'onde de la lumière utilisée, la température, etc..

Qu'est-ce que la rotation spécifique?

La rotation spécifique est une propriété caractéristique d'une certaine substance et constitue la mesure standard de la rotation optique de cette substance. La rotation spécifique donne le changement de direction de la lumière polarisée dans le plan par unité de distance de cellule et par concentration unitaire de l'échantillon lorsque la lumière passe à travers cet échantillon. La rotation spécifique est une propriété intrinsèque. Cela signifie que c'est une propriété qu'une substance possède d'elle-même, indépendamment d'autres choses.

Figure 2: Mécanisme de rotation optique dans un polarimètre

1 est une source de lumière normale (non polarisée) et elle est polarisée par un polariseur à prisme (en 2). L'échantillon est conservé dans une cellule (à 5 heures) où la rotation optique se produit. Enfin, il est détecté par un analyseur de prisme (à 7 ans).

Formule de rotation spécifique et calcul

La rotation spécifique d'une substance est donnée par la formule suivante.

[α]^T_λ  = Α / l.c

Où α est la rotation de l'observateur de la lumière polarisée dans le plan,

               l est la longueur du trajet de la lumière ou la longueur de la cellule d'échantillon,

               c est la concentration ou la densité de l'échantillon.

T est la température et λ est la longueur d'onde de la lumière. Pour obtenir la valeur correspondant à la rotation spécifique d'une substance, la température et la longueur d'onde (de la lumière incidente) doivent être constantes. La rotation spécifique est également mesurée à l'aide d'un polarimètre.

Différence entre la rotation optique et la rotation spécifique

Définition

Rotation optique: La rotation optique est la rotation de la lumière polarisée dans le plan lorsqu'un faisceau lumineux est dirigé à travers certains matériaux.

Rotation spécifique: La rotation spécifique est une propriété caractéristique d'une certaine substance et constitue la mesure standard de la rotation optique de cette substance..

La nature

Rotation optique: La rotation optique peut être observée lorsque n'importe quel type de substance est utilisé comme échantillon.

Rotation spécifique:  La rotation spécifique est une propriété intrinsèque d'une substance particulière à température constante.

Longueur d'onde

Rotation optique:  La rotation optique peut être observée pour n'importe quelle longueur d'onde (mais cela dépend de l'échantillon).

Rotation spécifique:  La rotation spécifique est une valeur différente lorsque la longueur d'onde du faisceau lumineux est modifiée.

Conclusion

La rotation optique est la rotation de la lumière polarisée dans le plan par une substance. Cette rotation peut être dans le sens horaire ou antihoraire. Les composés capables de cette rotation sont des énantiomères. La mesure standard pour la rotation optique d'un composé chimique spécifique est appelée rotation spécifique. C'est la différence fondamentale entre la rotation optique et la rotation spécifique.

Références:

1. Chirality and Optical Activity, chimed, disponible ici.
2. Libretexts. “Optical Activity.” Chimie LibreTexts, Libretexts, 6 août 2016, disponible ici.
3. «Rotation spécifique: formule et calcul». Study.com, disponible ici.

Courtoisie d'image:

1. «Rotation optique» par utilisateur: DrBob ~ commonswiki (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. “Polarimètre (rotation optique)” de Kaidor - (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia