Abiturwissen Chemie Oberstufe/Zucker/Optische Aktivität

Allgemeines:

Wenn linear polarisiertes Licht durch chirale Moleküle fällt, wird die Schwingungsebene des Lichts gedreht. Dies nennt man optische Aktivität sprich die Substanz ist optisch aktiv.

Der Drehwinkel ist abhängig von dem Stoff, der Konzentration (c), der Weglänge (L) und der Wellenlänge.

Zum Berechnen gibt es die Formel:

(spezifischer Drehwinkel bei 20°C und Na-D-Licht)

Versuch:

Versuchsaufbau:

Eine sehr helle Lampe scheint durch zwei Polarisationsfilter auf eine Leinwand. Diese sind dabei so eingestellt, dass kein Licht auf die Leinwand trifft. Zwischen den beiden Filtern befindet sich ein Becherglas mit Wasser.

Durchführung:

Bei dem Versuch soll beobachtet werden, was auf der Leinwand passiert, während und nachdem das Wasser aus dem Becherglas mit Zucker (Glucose) gesättigt wurde. Die beiden Polifilter befinden sich von der Lampe aus gesehen auf 0° und ca. 90°, sodass kein Licht durchscheint.

Beobachtungen:

Wenn der Zucker zum Wasser hinzugefügt wird, erscheint nach kurzer Zeit ein leicht bläulicher Punkt auf der Leinwand. Durch das Verstellen des zweiten Polifilters kann die Farbe des Punktes beeinflusst werden.

Auswertung:

Die Zuckermoleküle müssen die Eigenschaft besitzen, die Schwingungsebene, mit der das polarisierte Licht auf den Zucker trifft, zu verändern bzw. zu drehen. Der Effekt muss auch von der Wellenlänge abhängig sein, da diese durch drehen des zweiten bzw. hinteren Filters ebenfalls veränderbar war. Dies bedeutet, dass Zucker ein chirales Molekül sein muss.