Optische Aktivität ist die Fähigkeit einer chiralen Substanz, die Ebene von polarisiertem Licht zu drehen. Es wird mit einem Gerät gemessen, das als Polarimeter bezeichnet wird.

[1 ] Lichtquelle

[2 ] Unpolarisiertes Licht

[3 ] Linearer Polarisator

[4 ] Linear polarisiertes Licht

[5 ] Probenküvette

[6 ] Drehung in polarisiertem Licht

[7] Analysator

Was ist polarisiertes Licht?
Normales Licht besteht aus elektromagnetischen Wellen, die in alle Richtungen schwingen. Wenn Licht durch einen Polarisator (Nicol-Prisma) geht, schwingen die elektromagnetischen Wellen in einer Ebene. Diese Schwingungsebene fällt mit der Ausbreitungsebene der Welle zusammen.

Enantiomere und polarisiertes Licht
Wenn polarisiertes Licht durch eine Küvette mit einer chiralen Substanz tritt, tritt eine Drehung in der Polarisationsebene auf.
Chirale Substanzen rotieren polarisiertes Licht und sollen optisch aktiv sein (optische Aktivität zeigen). Optisch inaktiv sind solche Substanzen, die im polarisierten Licht keine Rotation erzeugen.

Rechtshänder und Linkshänder
Wenn sich eine optisch aktive Verbindung in polarisiertem Licht im Uhrzeigersinn dreht, wird sie als rechtsdrehend bezeichnet und durch (+) dargestellt. Substanzen, die sich leicht gegen den Uhrzeigersinn drehen, sind linkshändig und werden durch (-) dargestellt. Die Enantiomere drehen polarisiertes Licht im gleichen Winkel, aber in entgegengesetzte Richtungen. Dieser Winkel kann mit einem Polarimeter gemessen werden.

Beobachtete und spezifische optische Drehung
Die im Polarimeter gemessene Drehung wird als beobachtete optische Drehung bezeichnet und durch a dargestellt. Ihr Wert hängt von zahlreichen Variablen wie Temperatur, Wellenlänge, Konzentration, Lösungsmittel und Art der Substanz ab. Um diese Abhängigkeiten zu vermeiden, wird die spezifische optische Drehung [ a ] definiert.

\begin{equation}[\alpha]_{\lambda}^{t}=\frac{\alpha}{lc}\end{equation}

Wo:
$\alpha$: beobachtete optische Rotation.
$[\alpha]$: spezifische optische Drehung.
l: Länge des Tabletts (dm).
c: Konzentration (g/ml).
$\lambda$: Wellenlänge des Lichts (Linie D von Natrium, 589 nm) t: Temperatur (25ºC)

Enantiomerenüberschuss (ee) oder optische Reinheit (PO)
Wenn wir zwei Enantiomere im gleichen Verhältnis mischen, ist die optische Drehung null $[\alpha] = 0$, die Drehung des rechtsdrehenden wird durch die des linksdrehenden kompensiert (racemische Mischung). Wenn wir Enantiomere in unterschiedlichen Anteilen mischen, kann die optische Drehung anhand des Enantiomerenüberschusses oder der optischen Reinheit berechnet werden, die den Prozentsatz des Enantiomers darstellt, der eine Lichtdrehung verursacht.

\begin{equation}ee=\frac{[\alpha]_{probe}}{[\alpha]_{pure}}\cdot100\end{equation}