123 - Poder Rotatorio de Una Mezcla [PDF]

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Poder rotatorio de una mezcla Las sustancias que giran el plano de polarización en el sentido de las agujas del reloj se llaman dextrógiras; las que lo hacen en sentido contrario, levógiras. Dos moléculas ópticamente activas que son imágenes especulares entre sí se llaman enantiómeros y tienen la peculiaridad de que, si una es dextrógira, la otra es levógira, ambas con el mismo poder rotatorio óptico en valor absoluto. En las mezclas, el poder rotatorio total es la suma de los poderes rotatorios de todos los componentes. Si tenemos una mezcla equimolar de los dos enantiómeros de un compuesto ópticamente activo, el poder rotatorio total será 0, pues se compensará el poder rotatorio positivo de uno de los enantiómeros con el negativo del otro.

Figura 5. Sacarosa Hidrólisis de la sacarosa La sacarosa (C12H22O11) es el azúcar de mesa. Se trata de un disacárido formado por la unión de una molécula de glucosa y otra de fructosa. La sacarosa es ópticamente activa; disuelta en agua, su poder rotatorio específico a 20 oC es [α]D20 = +66,53 grados/(dm g mL-1) a 20 oC, valor que traducido a poder específico molar (aplicando la expresión [3]) se convierte en [αm]D20 = +22,77 grados/(dm mol L-1). La dependencia del poder rotatorio de la sacarosa con la temperatura no es muy acusada. Distintos autores proponen diferentes correlaciones. De los datos de referencias bibliográficas se puede proponer esta, que sería válida en el intervalo entre 4 y 40 oC: [αm]Dθ = 22,83 – 2,365´ 10–3 θ – 2,39´10–5 θ2 (θ es la temperatura °C).

Asignatura: Análisis Instrumental Ing. Jorge S. García Blásquez Morote

Por ejemplo, a 33 oC el poder rotatorio molar de la sacarosa sería: [αm]D33 = +22,73 grados/(dm mol L-1). Y a 38 oC, [αm]D38 = +22,71 grados/(dm mol L-1). Como se observa, la diferencia es despreciable. La sacarosa se puede hidrolizar para dar lugar a los monosacáridos que la constituyen. La velocidad de esta reacción aumenta considerablemente si se agrega al medio de reacción un ácido concentrado que actúa como catalizador:

Figura 6 De la figura 6, se infiere que el resultado de hidrólisis de la sacarosa es una mezcla equimolar de glucosa y fructosa. Esta mezcla se conoce como azúcar invertido porque presenta un poder rotatorio total de signo negativo debido a la fuerte contribución levógira de la fructosa. Es decir, cuando se lleva a cabo la hidrólisis de la sacarosa, si se mide el poder rotatorio en los primeros momentos de la reacción se comprobará que es positivo, lo que es debido a que el componente mayoritario es la sacarosa, pero conforme va desapareciendo el reactivo y formándose los productos glucosa y fructosa, el poder rotatorio (que es la suma de los poderes rotatorios de todas las especies en disolución) irá disminuyendo y finalizará siendo negativo porque al final solo se encontrará glucosa y fructosa en el medio. El valor negativo del poder rotatorio de la fructosa ([α]D20 = –92,40 grados/(dm g mL-1)), más alto en valor absoluto que el valor positivo del poder rotatorio de la glucosa ([α]D20 = +52,70 grados/(dm g mL-1)) es lo que hará que el poder rotatorio total final sea negativo (la sacarosa no contribuirá porque se habrá agotado). A 20 oC será – 92,40 + 52,70 = – 39,70 grados/(dm g mL-1), que equivale a – 7,15 grados/(dm mol L-1). El poder rotatorio del azúcar invertido varía con la temperatura mucho más que el de la sacarosa. En la bibliografía se halla, entre otras, esta expresión que permite calcular el

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poder rotatorio específico de esta mezcla a una temperatura θ (expresión válida para valores de la temperatura no muy alejados de la temperatura ambiental): [αm,GF]Dθ = – 7,154 + 1,041×10–1 (θ – 20) + 5,66 ×10–4(θ – 20)2. Aplicando se obtiene, por ejemplo, un poder rotatorio molar de – 5,70 grados /(dm mol L-1) a 33 oC y de – 5,10 grados /(dm mol L-1) a 38 oC. La polarimetría es una técnica basada en la medición de la rotación angular de las sustancias ópticamente activas. Por lo tanto, la reacción de hidrólisis de la sacarosa se puede seguir por polarimetría. A U L A

JMGAV25 NOVIEMBRE, 20122:56 PM

DE VELOCI DAD DE L A HIDRÓLISI S DE LA SACARO SA

Asignatura: Análisis Instrumental Ing. Jorge S. García Blásquez Morote

POLARI METRÍ A (II): C ONSTANTE