Actividad óptica, Luz polarizada , Polarímetro

Atodos los alumnos de Cuarto y Sexto semestre hacer un análisis en su bitácora de la importancia de la actividad óptica en diversas sustancias.

La luz posee ciertas propiedades que se comprenden mejor si se considera como un fenómeno ondulatorio, cuyas vibraciones son perpendiculares a la dirección de su desplazamiento. Hay un número infinito de planos que pasan por la línea de propagación y la luz ordinaria vibra en todos estos planos. Consideremos que se está mirando de frente una linterna, todas ellas perpendiculares a una línea entre nuestros ojos y el papel (linterna). La luz polarizada en un plano es luz cuyas vibraciones ocurren en uno solo de sus planos posibles.

La luz ordinaria se convierte en polarizada haciéndola pasar a través de una lente hecha del material conocido como Polaroid o, más tradicional, por trozos de calcita (una forma cristalina particular del CaCO₃), dispuestos de forma que constituyen lo que se conoce como un prisma de Nicol. 

Una sustancia ópticamente activa es la que rota el plano de la luz polarizada. Cuando se hace pasar luz polarizada, vibrando en un plano determinado, por una sustancia ópticamente activa, emerge vibrando en un plano diferente. Esta propiedad es medida por medio de un polarímetro.

Enantiómeros

La actividad óptica fue descubierta en 1815 por el físico Jean-Baptiste Biot.

En 1848, el químico Louis Pasteur mientras estaba realizando un trabajo sobre sales del ácido tartárico, observó que, el tartrato de sodio y amonio, ópticamente inactivo, existía como una mezcla de dos clases diferentes de cristales que eran imágenes especulares entre sí. Separó la mezcla cuidadosamente en dos montones uno de cristales derechos y el otro de izquierdos.

La mezcla original era ópticamente inactiva; sin embargo, cada grupo de cristales por separado era ópticamente activo. Además, las rotaciones específicas de ambas soluciones eran iguales, pero de signo contrario; es decir, una solución rotaba la luz polarizada en un plano hacia la derecha y, la otra, un número igual de grados hacia la izquierda. En todas las demás propiedades, ambas sustancias eran idénticas. 

Moléculas Quirales

Los isómeros que son imágenes especulares (una es la imagen en el espejo de la otra) se llaman enantiómeros. Estas moléculas no son superponibles con sus imágenes especulares; es decir, son quirales.

Los enantiómeros tienen propiedades físicas idénticas, excepto por la dirección en la que desvían la luz polarizada. Un ejemplo, son los 2-metil-1-butanoles, éstos tienen idénticos puntos de fusión y ebullición, densidades, etc. pero uno rota la luz polarizada en un plano a la derecha, y el otro, a la izquierda.