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Optische Aktivität

Synonym: Optische Rotation
Englisch: optical rotation, optical activity

1 Definition

Als optische Aktivität beschreibt man die Eigenschaft bestimmter Substanzen, eine spezifische Drehung von polarisiertem Licht auszulösen. Der Begriff der optischen Aktivität wird meist im Zusammenhang mit chiralen Molekülen in der Chemie und Biochemie genannt.

2 Hintergrund

Weist eine Substanz eine spezifische Drehung auf (Drehwert), wird sie als optisch aktiv bezeichnet. Spezielle Enantiomere einer Verbindung (z.B. der Milchsäure) sind optisch aktiv. Sind sie in Lösungen vorhanden, drehen sie die Ebene des polarisierten Lichts um denselben Betrag, jedoch in unterschiedliche Richtungen. Das heißt, dass der stoffspezifische Drehwert einmal ein "+" (rechtsdrehend) und einmal ein "-" (linksdrehend) als Vorzeichen trägt. Sie werden auch als optische Antipoden bezeichnet.

3 Prinzip

Grund für die Drehung der Schwingungsebene des polarisierten Lichts ist, dass die Elektronen in einem Molekül als geladene Teilchen ihr eigenes elektrisches Feld erzeugen. Dieses tritt in Wechselwirkung mit dem Lichtstrahl. Je nachdem wie die Lage des Moleküls ist, wird die Ebene des Lichts gedreht. So gibt es bei achiralen Molekülen für jede Ausrichtung des Moleküls ein zusätzliches Molekül mit einer spiegelbildlichen Ausrichtung. Dieses sorgt dafür, dass die Ebene des Lichts um genau den gleichen Betrag wieder zurückgedreht wird. Beim Durchstrahlen der Lösung werden natürlich unzählige Moleküle getroffen, jedoch gibt es in der Summe keine Rotation, weshalb das Molekül auch optisch inaktiv ist.

Bei optisch aktiven, chiralen Verbindungen gibt es kein spiegelbildliches Molekül, das für die Rückdrehung zuständig ist. Die Drehung der Schwingungsebene des linear polarisierten Lichtes wird nicht kompensiert, weshalb schlussendlich mithilfe des Polarimeters die Rotation gemessen werden kann.

4 Messung

Die optische Aktivität kann durch spezielle Messgeräte wie z.B. das Polarimeter erfasst werden. So lässt sich die Konzentration der gemessenen Lösung errechnen, was z.B. in der Chemie Anwendung findet.

5 Quellen

  • "Chemie für Mediziner" - A. Zeeck et. al., Urban & Fischer-Verlag, 7. Auflage
  • Chemgapedia.de

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