¿Qué es la polarización?

El fenómeno de polarización de la luz era conocido desde los trabajos de Christian Huygens (1629-1695) pero fue analizado a fondo por Jean Baptiste Biot (1774-1862) a principios del siglo XIX. Tras estudiar el fenómeno sobre un cristal de cuarzo, Biot encontró la existencia de sustancias que giraban el plano de polarización de la luz hacia la derecha (dextrógiras) y otras que lo hacían hacia la izquierda (levógiras).

Por tanto, existen evidencias experimentales que han convencido a la física clásica de que la luz puede tratarse como una onda electromagnética transversal. Una de ellas es la polarización de la luz, bajo determinadas condiciones. En rigor, una onda luminosa puede ser vista como superposición de varias ondas.

Hay varios tipos de polarización, la más general es la polarización elíptica; también tenemos la polarización circular (los dos campos están desfasados, para el caso de la elíptica el módulo de la amplitud no es constante y en la circular sí) y lineal (los dos campos se encuentran en fase, modulo y dirección constante).

El polarímetro

Los primeros polarímetros fueron diseñados en los años cuarenta del siglo pasado, gracias al uso de los prismas ideados en 1828 por William Nicol (1768-1851). El desarrollo comercial del polarímetro tuvo lugar en Alemania y Francia, debido a su valor en el análisis del azúcar, lo que llevó a desarrollar un tipo especial de polarímetros, especialmente adaptados para estos análisis, que se denominaron sacarímetros.

El principio de estos primeros polarímetros es muy simple.

La luz introducida es polarizada en un plano determinado mediante el polarizador (A) y luego se hace pasar a través de la disolución de la sustancia que se pretende analizar. A continuación esta luz pasa por un nuevo polarizador (C) que deberá estar colocado en la posición adecuada para permitir el paso de la luz hasta el objetivo (F), para lo cual se dispone de un sistema que permite girarlo alrededor de un eje. Gracias a la lente (D), podemos leer en máximo de intensidad luminosa. Si medimos este ángulo cuando el recipiente está vacío y cuando el recipiente está lleno con una sustancia ópticamente activa, la diferencia entre ambos valores nos permite calcular el poder rotatorio de la disolución.

Dado que los polarímetros desvían la luz polarizada y que contienen partes ópticas y mecánicas susceptibles a desgaste es necesario realizar un servicio de mantenimiento preventivo y calibración de los mismos para asegurar el funcionamiento adecuado del equipo.

Proveedores de servicios de calibración de equipos

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Los tensoactivos y su clasificación

¿Qué son los tensoactivos?

Los tensoactivos, también llamados surfactantes o agentes de superficie activa, son especies químicas con una naturaleza o estructura polar-no polar, con tendencia a localizarse "convenientemente" en la interfase formando una capa monomolecular adsorbida en la interfase.

Las soluciones de tensoactivos resultan ser activas al colocarse en forma de capa monomolecular adsorbida en la superficie entre las fases hidrofílicas e hidrofóbicas. Esta ubicación "impide" el tráfico de moléculas que van de la superficie al interior de líquido en busca de un estado de menor energía, disminuyendo así, el fenómeno de tensión superficial.

Clasificación de los tensoactivos

Su clasificación se basa en el poder de disociación del tensoactivo en presencia de un electrolito y de sus propiedades fisicoquímicas, pueden ser: iónicos o no-iónicos.

Tensoactivos iónicos

Los tensoactivos iónicos, tienen fuerte afinidad por el agua, y debido a su atracción electrostática hacia los dipolos del agua puede arrastrar consigo a las soluciones de cadenas de hidrocarburos.

Dentro de los iónicos, según la carga que posea la parte que presenta la actividad de superficie serán: aniónicos, catiónicos y anfóteros.

Los tensoactivos aniónicos: en solución se ionizan, pero considerando el comportamiento de sus grupos en solución, el grupo hidrófobo queda cargado negativamente.

Los tensoactivos catiónicos: son aquellos que en solución forman iones, resultando cargado positivamente el grupo hidrófobo de la molécula. En general, son compuestos cuaternarios de amonio o una amina grasa en medio ácido.

Los tensoactivos anfóteros ó anfotéricos: actúan dependiendo del medio en que se encuentren, en medio básico son aniónicos y en medio ácido son catiónicos.

Tensoactivos No-iónicos

Los surfactantes o tensoactivos no-iónicos son aquellos que son ionizarse, se solubilizan mediante un efecto combinado de un cierto número de grupos solubilizantes débiles (hidrófilos) tales como enlace tipo éter ó grupos hidroxilos en su molécula.

Proveedores de tensoactivos catiónicos y aniónicos

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Rotación óptica en los medicamentos

Muchos medicamentos en estado puro o en solución son óptimamente activos, es decir, que la luz polarizada que incide en ellos emerge en un plano, formando un ángulo perceptible con el plano de la luz incidente. Cuando este fenómeno es muy definido, se puede medir con suficiente precisión y aprovechar como base algunos valores, así como para ensayos de identidad. La rotación óptica se expresa en grados, ya sea como rotación específica angular (observada) ó como rotación específica (calculada con referencia a la concentración específica de 1g de soluto en 1mL de solución y medida bajo condiciones establecidas.

Las sustancias óptimamente activas, son dextrorrotatorias o dextrógiras si desvían el plano de luz polarizada  hacia la derecha, y se designan (+) o (d); y son levotatorias o levógiras si lo desvían hacia la izquierda, y se designan (-) o (l).

La rotación específica se expresa, generalmente, mediante el término [Á]x,t en el que t es la temperatura en grados centígrados, a la que se efectúa la determinación y x representa la línea espectral característica o longitud de onda de la luz empleada. A menos que se indique otra cosa en la monografía respectiva. El poder rotatorio varía apreciablemente con la temperatura, por lo que ésta debe mantenerse exacta durante la determinación.

Medición Fotoeléctrica

Usar un polarímetro fotoeléctrico que tenga exactitud aproximadamente de ±0.2%. Para 0btener precisión y exactitud en la medición, el aparato debe estar en buenas condiciones, con elementos ópticos muy limpios y exactamente alineados y debe estar ajustado a cero. La fuente de luz adecuada debe ser regulada y alineada respecto al sistema óptico. El aparato deberá estar provisto de un sistema de filtros que permita el paso de la luz monocromática. Los polarímetros de precisión tienen discos intercambiables que alisan la línea D de la luz de sodio o la línea 546.1 del espectro de mercurio. En otros tipos de polarímetro se emplean celdillas llenas de líquidos coloreados como filtros, las observaciones deben ser precisas, de tal manera que al reproducirlas. La diferencia entre los valores observados o calculados ya sea como rotación específica o como rotación angular, no sea mayor de una cuarta parte de las variaciones establecidas en la monografía respectiva.

Los tubos del polarímetro se llenan evitando la formación y desprendimiento de burbujas de aire, que interfieren el paso del rayo de luz. La interferencia es mínima cuando se emplean tubos con la boca hacia un lado. Con los que tienen boca uniforme, como los micros y semi-micro, se procede con cuidado a llenarlos. Los tubos se pueden cerrar con empaques o tapas, que se aprietan lo suficiente para asegurar un sello a prueba de goteo. La presión excesiva puede resultar perjudicial para la medición. Cuando la rotación específica se determina en sustancias de bajo poder rotatorio, es conveniente aflojar la tapa y apretarla otra vez, entre lecturas sucesivas a la medición de la rotación y el ajuste del aparato a cero. Las diferencias originadas por la tensión de empaques, generalmente se advierten enseguida y se deben hacer el o los ajustes necesarios, para eliminar la causa que las produce.

Calibración del polarímetro fotoeléctrico

El aparato puede ser calibrado con la ayuda de soluciones de sacarosa previamente secada. Las lecturas son tomadas utilizando un tubo de 2dm. Utilizando soluciones de sacarosa de concentración conocida y a temperatura estabilizada de 25°C.

Posteriormente se calcula la rotación específica para líquidos o sólidos en solución, tomando en cuenta siempre la temperatura y la concentración de la solución empleada.

Como se ha visto la calibración, el ajuste y la limpieza del equipo son pasos cruciales para la obtención de lecturas adecuadas de rotación óptica y cálculo de rotación específica, en ICLAB, S.A. de C.V. cuenta con personal calificado para brindar estos servicios.

Instrumentos Científicos y de Laboratorio (ICLAB) es una empresa dedicada a la calibración de instrumentos de medición tales como: espectrofotómetros, potenciómetros,  viscosímetros, balanzas, básculas, manómetros, entre otros.

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