MESURE DES POUVOIRS ROTATOIRES PAR LA TEINTE SENSIBLE
Théorie.
Biot a appelé pouvoir rotatoire spécifique d'une substance la déviation qu'elle imprime au plan de polarisation lorsqu'elle agit sous une épaisseur de i°™ avec une densité égale à i. Ainsi, une plaque de quartz, qui fait éprouver aux rayons rouges une rotation de 38*», sous une épaisseur de 2"" ei pour une densité de a, 6, a un pouvoir rotatoire égal à
si l'échantillon proposé est dextrogyre, c'est-à-dire si la rotation se fait de la gauche vers la droite par en haut, pour un observateur recevant le rayon (*), on écrit
-+-[a]r ou bien [air; s'il est lévogyre,
— [a]r ou bien [a)r.
( ' ) M. Kohlrausch définit le sens do la rotation dextrogyre en disant qw le plan de polarisation tourne autour du rayon en sons inverse du sens àm& lequel on enfoncerait un tire-bouchon; pour Tœil qui reçoit le rayon, le plan parait avoir tournd dans le sens du mouvement des aiguilles d'une montre.
LXYJII* M. — MESURE DES POUVOIRS ROTATOIRES. 'l\o3
En lumière jaune, on écrira [a]y ou [a]D, suivant qu'on opérera sur les rayons jaunes moyens ou sur les radiations D.
La même définition de Biot convient pour les corps solides et liquides; mais on rapporte au décimètre les pouvoirs rotatoires des matières en dissolution» dont le pouvoir est très inférieur à celui des matières solides.
En généra), a étant une rotation observée pour une épaisseur / et une densité dy on a donc
Lorsqu'il s'agit d'une substance active en dissolution dans un liquide inactif, en supposant qu'un poids £ de cette substance soit dissous dans un poids (i — e) de liquide et que S soit la densité de la dissolution, on aura
Quand on connaît le poids p de substance active que contient un volume v de dissolution, on peut écrire plus simplement encore
Le plus souvent v — loo*^ et l'on a r T 1 oo a
Le pouvoir rotatoire dispersif comparé des rayons rouge et jaune i-y est aussi un caractère spécifique des corps. Pour le
( ' ) On donne quelquefois cette formule sous la forme . T looa
dans laquelle % est le poids en grammes de la matière active contenue dans 100^ de dissolution.
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déterminer, on opère tour à tour en lumière blanche et rouge: dans le premier cas, on observe la teinte sensible, qui correspond à Textinclion du jaune; dans le second, on s'arrête à Textinclion de l'image dans le rouge; ces deux expériences donnent [(x]j et [a]r.
M. Broch emploie le procédé de Fizeau et Foucault pour mesurer les divers angles de polarisation d'une substance active pour les diverses radiations, en plaçant devant Toculaire du polarimètre un petit speclroscope avec une lentille à collimateur (*).
La matière active étant interposée entre le polariseur et l'analyseur, on voit apparaître, dans le rouge du spectre, une bande noire qui se déplace et avance vers le violet quand on tourne le nicol analyseur : on note l'angle de l'analyseur pour lequel chaque radiation de Fraunhofer s'éteint.
Les pouvoirs rotatoires sont fréquemment influencés par la concentration des liquides.
Description.
On appelle polarimètres les appareils qui permettent de déterminer l'angle de rotation du plan de polarisation en degrés du cercle : il en existe plusieurs modèles.
On peut se servir, dans cette manipulation, de l'appareil de Biot : il donne des résultats d'une exactitude remarquable, mais il exige un grand nombre de précautions assez minutieuses, que nous exposerons rapidement (*).
Rappelons d'abord que c'est [a]y qu'on détermine par ce procédé.
Biot n'opérait jamais qu'à la lueur^ des nuées et il avait soin de choisir un jour où le ciel fût entièrement couvert, afin d'éviter toute trace de polarisation. La lumière était réfléchie et polarisée par un miroir de verre noir, fixé à l'extérieur de la chambre obscure contre le volet, comme un portelumière ordinaire.
(») Annales de Chimie et de Physique, 3* série, t. XXXIV, p. 119; i852. (») Biot, Instructions pratiques sur Vohservation et la mesure des propriétés optiques appelées rotatoires y i845.
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Le corps de Tappareil était établi à demeure dans un petit cabinet obscur construit pour ce but, dans lequel Tobservaleur s'enfermait pour observer. La lumière, renvoyée à Tinlérieur par le réflecteur, traversait des tuyaux noircis, munis de diaphragmes, où elle était restreinte en un mince faisceau cylindrique, dont tous les éléments parallèles étaient sensiblement dans un môme état de polarisation. Biot tenait beaucoup à ce dispositif : « Il ny a, dit-il, que la pratique personnelle qui puisse faire comprendre tout ce que cet arrangement donne de sûreté, de précision et de délicatesse aux résultats obtenus.... Je me suis bien gardé de l'abandonner pour le motif vain et condamnable de rendre ces phénomènes plus populaires en sacrifiant la certitude de détermination indispensable pour leur utilité scientifique (*). »
Les pièces essentielles de l'appareil de Biot sont le tube à liquide et l'analyseur. Le tube est fermé à ses deux extrémités par deux glaces de verre; il porte souvent à l'intérieur deux diaphragmes en argent, percés d'un trou étroit, afin d'arrêter la lumière qui pénétrerait accidentellement dans le tube. L'analyseur se compose d'un prisme de spalh achromatisé par du crown : il donne deux images colorées de teintes brillantes et complémentaires, qui ne disparaissent point, quelle que soit la position de l'analyseur. Ce prisme doit être achromatisé aussi exactement que possible pour l'image extraordinaire, qui est celle dont les teintes servent le plus spécialement d'indices pour les déviations.
Dans son premier dispositif, Biot installait le tube dans une gouttière montée sur un genou établi au milieu d'une table : le polariseur à miroir et l'analyseur étaient eux-mômes montés dans des supports articulés. Soleil a simplifié l'appareil et l'a rendu portatif; l'analyseur et le polariseur sont fixés sur la gouttière, qui pivote et tourne par le milieu, sur un pied unique; une tringle, attachée à une extrémité de la gouttière et prenant un point d'appui sur le pied, permet de donner au tube l'inclinaison que l'on veut. Ce modèle ne se trouve plus dans le commerce, mais nous en avons construit un dans notre Service de la Physique des Facultés libres de
(«) Loc, eit.f p. 39.
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Lille; la fig, 121 est gravée d'après la photographie de cet instrument.
Il est utile de pouvoir installer entre les niçois les lames
Fig. 121.
de substance active dont on voudrait faire Télude : une tablette ou une pince remplirait cet office.
Les supports des tubes et des niçois peuvent au besoin être installés sur le banc d'optique; cette remarque sera utilisée dans les laboratoires qui ne possèdent pas Tappareil de Biol.
Le polarimèlre de Milscherlich pourrait être employé aux
