Nella saccarimetria viene utilizzata la proprietà dell'attività ottica degli zuccheri.
Il saccarimetro segue in particolare il seguente principio fisico.
Le soluzioni zuccherine sono otticamente attive: esse ruotano il piano di polarizzazione della luce polarizzata che le attraversa. L'angolo di rotazione dipende sia dal tipo di zucchero che dalla concentrazione della soluzione che può così essere determinata con il saccarimetro. La luce di un becco a gas viene polarizzata da un prisma e passa attraverso un biquarzo, un tubo da saggio, un compensatore, un prisma di Nicol con una lamina di quarzo (che formano il "generatore di tinte") e viene infine analizzata da un prisma posto presso l'oculare. L'immagine che appare nell'oculare viene focalizzata e con il "generatore di tinte" è possibile trovare il rosa-violetto detto "tinta sensibile" Regolando la posizione dei sottili prismi di quarzo del compensatore i due semicerchi del campo oculare devono apparire esattamente dello stesso colore. La scala indica lo 0. Il tubo viene riempito di soluzione zuccherina e inserito nello strumento. La rotazione del piano di polarizzazione della luce da esso prodotta cambia i colori dei settori semicircolari nel campo visivo. Agendo sui prismi del compensatore è possibile riequalizzare i colori. Dalla lettura della scala è finalmente possibile ricavare la concentrazione della soluzione in esame.
Per le sostanze otticamente attive, vale la seguente legge:
a = (|a |20D * l * c) / 100
dove |a |20D è una costante chiamata Potere Rotatorio Specifico della sostanza (per il saccarosio è pari a +66.5°, il segno + significa rotazione destrogira), dipendente dalla temperatura e dalla lunghezza d’onda della luce, e rappresenta l’angolo di rotazione del piano di polarizzazione della luce, che la sostanza determina alla concentrazione di 1 g/ml, attraversata da luce polarizzata di lunghezza d’onda pari a 589 nm (riga spettrale gialla del sodio), usando un tubo polarimetrico lungo 10 cm, alla temperatura di 20 °C.
a è l’attività ottica, ossia l’angolo di rotazione del piano di polarizzazione, osservato al polarimetro.
c è la concentrazione della sostanza in soluzione, espressa in g/100 ml
l è la lunghezza del tubo polarimetrico espressa in decimetri
L’attività ottica di composti come gli zuccheri, deriva dalla particolare struttura geometrica delle molecole. In esse, sono presenti atomi di carbonio detti “chirali” poiché formano 4 legami con quattro gruppi o sostituenti diversi tra loro.
Se esaminiamo la formula di struttura del disaccaride saccarosio, di seguito riportata (si consideri che gli atomi di carbonio chirali si trovano sui vertici delle 2 strutture ad anello), possiamo renderci conto di questa caratteristica.
I saccarimetri possono essere altresì utilizzati per misurare il coefficiente di purezza del saccarosio.
Per il controllo di routine dell’efficienza e accuratezza dei saccarimetri nei laboratori tare e analisi degli zuccherifici, viene misurata la polarizzazione di una soluzione zuccherina a titolo noto, la cosiddetta “titolata a peso”.
Essa viene preparata secondo questa formula:
g = ( 130 X Pol X Vol ) / K
dove: g è il peso in grammi del saccarosio da pesare per preparare la soluzione titolata a peso
Pol è il valore di polarizzazione che deve essere rilevato misurando polarimetricamente la soluzione
Vol è il volume in litri, della soluzione da preparare
K è il coefficiente di purezza % del saccarosio utilizzato nella preparazione
BIBLIOGRAFIA:
http://www.abicisac.it/servizi/agronomico/METODO_SACHSLEDOCTE.htm
http://www.fisica.uniud.it/URDF/secif/ottica/zucchero.html
Nessun commento:
Posta un commento