L'attività ottica è la capacità di una sostanza chirale di ruotare il piano della luce polarizzata. Viene misurato utilizzando un dispositivo chiamato polarimetro.

[1] Fonte di luce

[2] Luce non polarizzata

[3] Polarizzatore lineare

[4] Luce polarizzata linearmente

[5] Cuvetta campione

[6] Rotazione in luce polarizzata

[7] Analizzatore

Cos'è la luce polarizzata?
La luce normale consiste di onde elettromagnetiche che vibrano in tutte le direzioni. Quando la luce passa attraverso un polarizzatore (il prisma di Nicol) le onde elettromagnetiche vibrano in un piano. Questo piano di oscillazione coincide con il piano di propagazione dell'onda.

Enantiomeri e luce polarizzata
Quando la luce polarizzata passa attraverso una cuvetta contenente una sostanza chirale, si verifica una rotazione nel piano di polarizzazione.
Le sostanze chirali ruotano la luce polarizzata e si dice che siano otticamente attive (mostrano attività ottica). Quelle sostanze che non producono rotazione in luce polarizzata sono otticamente inattive.

Destrogiro e levogiro
Quando un composto otticamente attivo ruota in senso orario nella luce polarizzata, si dice che sia destrogiro ed è rappresentato da (+). Le sostanze che ruotano la luce in senso antiorario sono mancine e sono rappresentate da (-). Gli enantiomeri ruotano la luce polarizzata dello stesso angolo ma in direzioni opposte. Questo angolo può essere misurato usando un polarimetro.

Rotazione ottica osservata e specifica
La rotazione misurata nel polarimetro è detta rotazione ottica osservata ed è rappresentata da un . Il suo valore dipende da numerose variabili quali temperatura, lunghezza d'onda, concentrazione, solvente e tipo di sostanza. Per evitare queste dipendenze viene definita la rotazione ottica specifica [ a ] .

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

Dove:
$\alpha$: rotazione ottica osservata.
$[\alpha]$: rotazione ottica specifica.
l: lunghezza de cuvetta (dm).
c: concentrazione (g/mL).
$\lambda$: lunghezza d'onda della luce (linea D del sodio, 589 nm) t: temperatura (25ºC)

Eccesso enantiomerico (ee) o purezza ottica (PO)
Quando mescoliamo due enantiomeri nella stessa proporzione, la rotazione ottica è zero $[\alpha] = 0$, la rotazione del destrogiro è compensata con quella del levogiro (miscela racemica). Se mescoliamo gli enantiomeri in proporzioni diverse, la rotazione ottica può essere calcolata utilizzando l'eccesso enantiomerico o purezza ottica, che rappresenta la percentuale di enantiomero che provoca la rotazione della luce.

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