L'activité optique est la capacité d'une substance chirale à faire tourner le plan de la lumière polarisée. Elle est mesurée à l'aide d'un appareil appelé polarimètre.

[1 ] Source lumineuse

[2 ] Lumière non polarisée

[3 ] Polariseur linéaire

[4 ] Lumière polarisée linéairement

[5 ] Cuvette d'échantillon

[6 ] Rotation en lumière polarisée

[7 ] Analyseur

Qu'est-ce que la lumière polarisée ?
La lumière normale est constituée d'ondes électromagnétiques qui vibrent dans toutes les directions. Lorsque la lumière traverse un polariseur (prisme de Nicol), les ondes électromagnétiques vibrent dans un plan. Ce plan d'oscillation coïncide avec le plan de propagation de l'onde.

Énantiomères et lumière polarisée
Lorsque la lumière polarisée traverse une cuvette contenant une substance chirale, une rotation se produit dans le plan de polarisation.
Les substances chirales font tourner la lumière polarisée et sont dites optiquement actives (montrent une activité optique). Les substances qui ne produisent pas de rotation dans la lumière polarisée sont optiquement inactives.

droitier et gaucher
Lorsqu'un composé optiquement actif tourne en lumière polarisée dans le sens des aiguilles d'une montre, il est dit dextrogyre et est représenté par (+). Les substances qui font tourner la lumière dans le sens inverse des aiguilles d'une montre sont gauchers et sont représentées par (-). Les énantiomères font tourner la lumière polarisée du même angle mais dans des directions opposées. Cet angle peut être mesuré à l'aide d'un polarimètre.

Rotation optique observée et spécifique
La rotation mesurée dans le polarimètre est appelée la rotation optique observée et est représentée par un . Sa valeur dépend de nombreuses variables telles que la température, la longueur d'onde, la concentration, le solvant et le type de substance. Pour éviter ces dépendances, la rotation optique spécifique [ a ] est définie.

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

Où:
$\alpha$ : rotation optique observée.
$[\alpha]$ : rotation optique spécifique.
l : longueur du plateau (dm).
c : concentration (g/mL).
$\lambda$ : longueur d'onde de la lumière (raie D du sodium, 589 nm) t : température (25ºC)

Excès énantiomérique (ee) ou pureté optique (PO)
Lorsque l'on mélange deux énantiomères dans la même proportion, le pouvoir rotatoire est nul $[\alpha] = 0$, la rotation du dextrogyre est compensée par celle du lévogyre (mélange racémique). Si nous mélangeons des énantiomères dans des proportions différentes, la rotation optique peut être calculée en utilisant l'excès énantiomérique ou la pureté optique, qui représente le pourcentage d'énantiomère qui provoque la rotation de la lumière.

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