Hauptunterschied – optische Drehung vs. spezifische Drehung

Sowohl die optische Drehung als auch die spezifische Drehung drücken die gleiche Idee aus, das planpolarisierte Licht durch bestimmte Substanzen in verschiedene Richtungen zu drehen. Diese Stoffe werden optische Isomere oder Enantiomere genannt. Optische Drehung ist die Drehung von planpolarisiertem Licht, wenn ein Lichtstrahl durch bestimmte Materialien gerichtet wird. Spezifische Drehung gibt den Drehwinkel von planpolarisiertem Licht durch eine bestimmte Verbindung bei einer bestimmten Temperatur an. Dies ist der Hauptunterschied zwischen optischer Drehung und spezifischer Drehung. Das Standardmaß für die optische Drehung für eine bestimmte chemische Verbindung wird als spezifische Drehung bezeichnet.

Abgedeckte Schlüsselbereiche

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

Schlüsselbegriffe: rechtsdrehend, Enantiomere, intrinsische Eigenschaft, linksdrehend, optische Isomere, optische Drehung, planpolarisiertes Licht, Polarimeter, spezifische Drehung

Was ist optische Rotation?

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

Enantiomere oder optische Isomere haben die gleiche Anordnung der Atome, aber ihre 3D-Molekülstrukturen unterscheiden sich voneinander. Daher ist ein Enantiomerenpaar nicht überlagerbare Spiegelbilder voneinander. Diese Isomere haben abgesehen von ihrer optischen Aktivität die gleichen chemischen und physikalischen Eigenschaften.

Abbildung 1: Optische Drehung

Betrachtet man ein Enantiomerenpaar, so dreht eine Verbindung eben polarisiertes Licht im Uhrzeigersinn, während das andere Enantiomer eben polarisiertes Licht gegen den Uhrzeigersinn dreht. Je nachdem, in welche Richtung das planpolarisierte Licht gedreht wird, werden die Enantiomere benannt. 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 „rechtsdrehend“ (im 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. Dabei wird ein planpolarisierter Lichtstrahl durch eine Probe geleitet und die Rotation dieses Lichtstrahls gemessen. Die endgültige Messung hängt von mehreren Faktoren ab, wie der Konzentration der Probe, der Wellenlänge des verwendeten Lichts, der Temperatur usw.

Was ist eine spezifische Drehung?

Die spezifische Drehung ist eine charakteristische Eigenschaft einer bestimmten Substanz und ist das Standardmaß für die optische Drehung für diese Substanz. Die spezifische Drehung gibt die Richtungsänderung von planpolarisiertem Licht pro Einheitsabstand der Zelle und pro Einheitskonzentration der Probe an, wenn Licht durch diese Probe geleitet wird. Die spezifische Drehung ist eine intrinsische Eigenschaft. Dies bedeutet, dass es eine Eigenschaft ist, die ein Stoff unabhängig von anderen Dingen für sich hat.

Abbildung 2: Mechanismus der optischen Rotation 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 stattfindet. Schließlich wird es von einem Prismenanalysator (bei 7) erfasst.

Spezifische Rotationsformel und Berechnung

Die spezifische Rotation eines Stoffes wird durch die folgende Formel angegeben.

[α]^T_λ = α / l.c

Dabei ist α die Beobachterdrehung von planpolarisiertem Licht,

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

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 eines Stoffes zu erhalten, sollten die Temperatur und die 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 Drehung ist die Drehung von planpolarisiertem Licht, wenn ein Lichtstrahl durch bestimmte Materialien gerichtet wird.

Spezifische Drehung: Die spezifische Drehung ist eine charakteristische Eigenschaft einer bestimmten Substanz und ist das Standardmaß für die optische Drehung für diese Substanz.

Natur

Optische Drehung: Eine optische Drehung kann beobachtet werden, wenn jede Art von Substanz als Probe verwendet wird.

Spezifische Drehung: Die spezifische Rotation ist eine intrinsische Eigenschaft eines bestimmten Stoffes bei konstanter Temperatur.

Wellenlänge

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

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

Abschluss

Optische Drehung ist die Drehung von planpolarisiertem Licht durch eine Substanz. Diese Drehung kann entweder im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn erfolgen. Die zu dieser Rotation fähigen Verbindungen sind Enantiomere. Das Standardmaß 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 erhältlich. 2. Freitexte. „Optische Aktivität.“ Chemie LibreTexts, Libretexts, 6. August 2016, hier verfügbar. 3. „Spezifische Rotation: Formel & Berechnung.“ Study.com, hier verfügbar.

Bild mit freundlicher Genehmigung:

1. „Optische Rotation“ Von Benutzer: DrBob~commonswiki (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia 2. „Polarimeter (Optische Rotation)“ Von Kaidor – (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia