Explique cada uma das seguintes afirmativas, incluindo na explicação a definição dos termos em negrito.
Em uma mistura de enantiômeros aquele que estiver em excesso irá determinar o sentido do desvio da luz plano polarizada.
Em uma mistura de enantiômeros aquele que estiver em excesso irá determinar o sentido do desvio da luz plano polarizada.
Passo 1
O enunciado afirma que, em uma mistura de enantiômeros, aquele que estiver em excesso determina o sentido do desvio da luz plano polarizada. O conteúdo envolve conceitos de quiralidade (enantiômeros), óptica (luz plano polarizada e atividade óptica) e como a composição da mistura (razão entre as concentrações dos dois enantiômeros) afeta o resultado. Para resolver, vamos:
- Definir os termos em negrito.
- Explicar como cada enantiômero interage com luz plano polarizada.
- Mostrar que a rotação total é a soma algébrica das rotações individuais e, portanto, o enantiômero em excesso impõe o sinal final.
Passo 2
Definições dos termos em negrito:
- Enantiômeros são moléculas quirais que são imagens especulares não sobreponíveis entre si; cada uma gira o plano de polarização da luz em módulo igual, mas em sentidos opostos.
- Mistura de enantiômeros é qualquer combinação desses dois espelhos quirais numa mesma amostra. Se as concentrações são iguais, temos uma mistura racêmica; se diferem, há um enantiômero em excesso.
- Luz plano polarizada é luz cuja vibração está confinada a um único plano. Quimicamente ativo, um composto quiral rotaciona esse plano, fenômeno chamado atividade óptica.
- Desvio da luz plano polarizada (ou rotação óptica) é o ângulo pelo qual o plano de vibração da luz é girado ao atravessar uma solução de substância opticamente ativa.
Passo 3
Cada enantiômero, isoladamente, produz uma rotação óptica de mesmo valor absoluto
mas com sinais opostos:
Se na solução há concentrações
de enantiômero
e
de
, a rotação observada é a soma algébrica:
Passo 4
Do último resultado vemos que o sinal de
depende unicamente do sinal de
.
- Se
, então e o desvio será no mesmo sentido que o enantiômero . - Se
, então e o desvio será no sentido do enantiômero .
Em outras palavras, o enantiômero que estiver em excesso dita o sentido do desvio do plano de polarização.
Resposta
Em uma mistura de enantiômeros, a rotação total da luz plano polarizada é proporcional à diferença de concentrações dos dois enantiômeros, de modo que aquele que estiver em excesso determina o sentido do desvio.