Polarimétrie et pouvoir rotatoire

Ceraines molécules ont la propriété de dévier le plan de polarisation de la lumière polarisée : elles sont dîtes optiquement actives. C'est Jean-Baptiste Biot qui a découvert ce phénomène de rotation et il en a déduit une loi qui porte son nom.

La mesure du pouvoir rotatoire d'une substance s'effectue à l'aide d'un polarimètre. La loi de Biot permet de relier le pouvoir rotatoire spécifique d'une molécule à l'angle de déviation mesuré dans des conditions données.

La loi de Biot

Loi de Biot

 

Avec

  • α : l'angle de déviation mesuré en degré °
  • l : la longueur de la cuve en dm
  • c : la concentration en g/cm3
  • le chiffre 20 indique que la mesure est effectuée à la temlpérature de 20°C
  • D : la lettre D indique la raie du sodium, la longueur d'onde utilisée pour la mesure
  • [α]20D : le pouvoir rotatoire spécifique °.g-1.dm-1.cm3


Par convention, les composés qui vont dévier le plan de polarisation vers la droite seront dextrogyres, ceux qui vont le dévier vers la gauche seront levogyres.

Polarimètre : mesure du pouvoir rotatoire

Le pouvroir rotatoire se mesure à l'aide d'un polarimètre de Laurent.

Polarimetre de Laurent

Polarimètre de Laurent Novex

Mode d'emploi :

Le système optique (polariseur) du polarimètre permet de polariser la lumière. Celle-ci passe ensuite dans l'échantillon contenu dans une cuve d'une longueur de 10 ou 20 cm.

La première étape consiste à vérifier l'étalonnage de l'appareil en remplissant la cuve avec un solvant n'ayant pas d'acivité optique.

Cuve pour polarimètre

Les cuves présentent un renflement qui permet de piéger une éventuelle d'air pour éviter qu'elle ne se trouve sur le trajet optique.

Une fois que le zero est réglé, on remplit la cuve avec le produit à analyser préalablement mis en solution dans le solvant. La concentration doit être choisie de façon à obtenir un angle de déviation d'une dizaine de degrés.

Les mesures (y compris pour le réglage du zéro) s'effectuent en regardant dans l'occulaire. Le disque lumineux visible est séparé par une ligne verticale formant ainsi deux demi-disques.

zone de pénombre

En tournant l'axe du polarimetre, l'objectif est de régler les deux demi-disque avec la même pénombre de chaque côté. Il suffit ensuite de lire le nombre de degré sur les graduations.

reglage du polarimetre

Attention à bien se situer dans la zone de pénombre. En effet une rotation de 90 ° permet également de régler les deux demi-disques avec la même intensité lumineuse, mais cette fois-ci avec beaucoup de lumière.

Parmi les molécules optiquement actives, il est fréquent d'utiliser des solutions de limonène en solution dans l'éthanol pour les travaux pratiques de chimie.