Wat is optische activiteit?
Moleculen van een enkele stof hebben vaak dezelfde eigenschappen, maar ze kunnen anders worden georiënteerd alsof ze links- of rechtshandig zijn. Licht, gepolariseerd langs een enkele richting, kan door een structuur zoals een kristal gaan en in een of andere richting worden gedraaid. Als ze de neiging hebben om op deze manier licht te verstrooien, dezelfde kenmerken hebben en lijken op spiegelbeelden van elkaar, worden deze moleculen vaak chirale enantiomeren genoemd. Optische activiteit verwijst naar hoe een chirale stof de polarisatie van licht kan roteren en dimmer kan maken. Een polarimeter is een instrument dat vaak wordt gebruikt om deze activiteit te meten, waarbij een materiaalmonster wordt gebruikt om de optische activiteit uit de eerste hand te testen.
De moleculaire structuur van een stof bepaalt typisch de relatie tussen chiraliteit en optische activiteit. Afhankelijk van het materiaal kan het vlak van gepolariseerd licht met de klok mee of tegen de klok in worden gericht. Twee identieke moleculen die licht in tegenovergestelde richtingen beïnvloeden, worden enantiomeren genoemd. Een gelijke hoeveelheid van elk annuleert meestal het effect. Als de ene chirale stof de andere domineert, roteren de eigenschappen ervan echter lichtgolven in de respectieve richting.
Een polarimeter wordt vaak gebruikt om optische activiteit te meten. Het voorfilter polariseert inkomend licht dat door een buis gaat die gevuld is met het monster dat wordt gemeten. Er is meestal een analysator aan het einde van de buis en in het verleden, dat is waar het effect kan worden waargenomen door het menselijk oog. Als het vlakke gepolariseerde licht wordt geroteerd, is het over het algemeen dimmer, terwijl het effect kan worden tegengegaan door de analyselens te draaien. Het niveau van optische activiteit kan worden bepaald met behulp van een formule het aantal graden dat deze lens wordt gedraaid.
Optische activiteit wordt vaak gemeten in de organische chemie, meestal in koolstofatomen. Het kan ook worden gezien in optisch actieve verbindingen zoals suiker en zelfs glycine, een aminozuur. Er zijn twee bijna identieke vormen van een molecuul in elk van deze stoffen. Weten welke er is die experimenteren vereist, maar vaak belangrijk is bij geneesmiddelen. Sommige medicijnen voor depressie en artritis hebben nadelige gezondheidseffecten in hun chirale vormen, dus een vorm van het molecuul moet worden uitgefilterd.
Ontdekt in het midden van de 19e eeuw, werd optische activiteit voor het eerst gebruikt bij het identificeren van kristallen van wijnsteenzuur in Franse wijn. Het wordt in moderne tijden bestudeerd met betrekking tot kwantummechanica, evenals elektrische en magnetische velden. Optische activiteit vindt plaats in zowel organische als anorganische moleculen.