D'UNE SUBSTANCE ACTIVE

Faisons dissoudre un poids c de substance active dans un poids \ — t*de liquide inactif : si i est la densité du mélange, le volume total de ce mélange sera ^, et la densité x de la substance active amenée à ce volume sera :

Si donc on représente par :

i... la densité de la dissolution ;

t... la proportion de matière active qu'elle renferme sous l'unité de poids ;

À... la longueur en décimètres du tube d'observation qui la renferme.

Si a exprime la déviation angulaire que le plan de polarisation éprouve dans les conditions de l'expérience, et [«], celle qu'il éprouverait si ^, c, et > étaient ramenés à l'unité, on a nécessairement :

Cette formule ne diffère de la précédente que par c qui figure au dénominateur comme représentant la proportion de matière active contenue dans 1 gramme de dissolution. Elle oblige également à déterminer la densité i de cette dissolution ; mais on peut la représenter sous une forme plus simple, qui dispense de cette détermination :

En effet, c représentant le poids p de substance active contenue dans un poids P -)- p de dissolution, on peut donner à la formule de Biot l'expression [«] = ^^7^- D'un autre côté, la densité i de la dissolution est égale à son poids P -f- T' divisé par son volume V. On peut donc substituer à ^ son égal ^y^, et en retournant les deux termes de ce rapport, puisque ^ est dénominateur dans laformule de Biot, on a :

L J 'Xp(? + p) xp

disioWant; de telle sorte que la substance n*aurait pas, à Tétatde dissolution, un pouvoir rotatoire absolument semblable à celui qu*ellc possède à l'état solide. Mais on a eoutume, dans les déterminations ordinaires, de négliger cette influence qui d'ailleurs ett toujours très-faible et très-lente à se produire.

500 POLAUIMÈTRE DE BIOT.

Telle est la formule simple qui représente le pouvoir rotatoire des substances actives en dissolution. Ainsi, pourvu qu'on connaisse le poids p de substance active qui contient un volume V de dissolution, on peut se passer à la fois de c et de ^ dans la détermination du pouvoir rotatoire [«].

Polarimèlre de Biot, — Le polarimètre de Biot représenté en coupe (fig. 214) comprend deux pièces essentielles, un spath polariseur P, que Ton dirige vers la source de lumière L, et un spath analyseur A, que l'on dirige vers Tœil placé en 0. Entre ces deux pièces se trouve le tube T contenant le liquide qui doit êlre soumis à Tobservation. Supposons, d'abord, que le tube soit vide.

Lorsque les deux spaths sont placés dans une position telle, que leurs sections principales soient parallèles Tune à l'autre, on

FiG. 21 1. — Polarimèlre de Biot, en coupe

n'aperçoit qu'une seule image de la mire lumineuse : c'est celle que l'on désigne sous le nom d'image ordinaire. Mais si, le spath polariseur restant fixe, on fait mouvoir le spath analyseur sur luimême, et dans un plan perpendiculaire à l'axe de l'appareil, on voit apparaître une seconde image qui tourne symétriquement autour de la preiriiùrc : c'est celle qui porte le nom d'image extraordinaire.

L'éclat de ces deux images est progressivement variable à mesure que l'angle des deux sections devient de plus en plus ouvert. La figure iSlT) donne une idée nette des changements qui surviennent par le seul fait du mouvement de Tanalyseur. A partir de 0" jusqu'à 90°, on voit l'image extraordinaire, c'est-à-dire l'image inférieure, prendre un éclat de plus en plus vif ; tandis que l'image ordinaire ou image supérieure s'affaiblit graduellement et proportionnellement. A 45* les deux images ont le même éclat. Un phénomène analogue, mais inverse, se produit de OO" à ISO";

POLARIMÈTRE DE BIOT.

en sorte qu'à toutes les périodes du mouvement les quantités de lumière qui animent les deux images sont inversement proportionnelles et complémentaires Tune de l'autre.

Cela posé, si l'on admet que la lumière qui sort du premier spath est polarisée dans le plan de sa section principale, il devient facile de savoir, à laide du second, si ce plan se maintient ou se modifie sous l'action des diverses substances qu'elle traverse ; et, dans le cas où il serait réellement dévié, il devient également facile de connaître le sens et l'énergie de cette dévialion.

Fie. 215. — Éclat relatif des deux images, ordinaire et extraordinaire.

Tel est le principe du polarimètre de Biot que la figure 216 représente tout monté et tel qu'on l'emploie pour les observations optiques.

Le pied S qui sert de support à l'appareil est creux, et dans son intérieur s'engage une colonne en laiton que l'on peut fixer au point convenable, à Taide du collier c et de la vis V. On peut ainsi amener l'axe de l'appareil dans la direction de la source de lumière, et lui donner d ailleurs l'inclinaison convenable au moyen de l'écrou e /quant aux pièces essentielles dont nous avons parlé, elles sont disposées de manière à rendre praticable la mesure du pouvoir rotatoire qui fait l'objet de la manipulation actuelle.

Le polariseur est en P, et il est fixé dans sa monture de telle sorte, que sa section principale conserve une position invariable. La pièce qui le supporte est mobile et peut se rapprocher ou s'éloigner de l'analyseur à l'aide d'un petit chariot qui peut

POIARIHÈTRE DK BIOT.

glisser sur la règle R. De cette manière, le tube d'obsemlion T, quelle que soit sa longueur, remplit toujours l'intervalle qnî sépare ces deux pièces, et aucune lumière étrangère ne peut pénétrer dans le tube oculaire.

Fie. '216.— Polarimèlru de Biot. tout monté, vu en pcnpectiiï.

Le tube d'observation T, que nous représentons à part (lig. 217i est en verre très-épais, et sa longueur variable est comprise entre 10 et 50 centimètres. Il est fermé, A chacune de ses extrémilés. par un disque de verre c, à faces bien parallèles, s'appliquaal

;. 317 — Tube J'observalion pour \e polarimètre de Biol

exactement sur ses bords rodés avec soin. Le tube est enveloppa d'une gaine en laiton à l'extrémité de laquelle se visse un couvercle percé 0 qui serre le disque c contre l'extrémité du tube.

L'analyseur est situé au milieu du cercle fixe rr, dont te plan est perpendiculaire à l'axe de l'appareil. Il est mobile et peut

umer sur lui-même de quantilés angulaires que l'on peut esurer au moyen de Talidade a qui parcourt les divisions du Tcle. On connaît ainsi à tout instant Tangle que font entre les les deux sections principales du polariseur et de Tannlylur.

Le petit tube / au-devant duquel on applique Tœil représente ne lunette de Galilée qui permet de mettre Tappareil au point, est-à-dire de donner à Toculaire la position qui convient à la ae spéciale de chaque observateur.

•pératoire. — Etant donnée une substance active, îUe que le sucre, la gomme, le sulfate de quinine, on en prend Q poids p que Ton fait dissoudre dans Teau ou dans tout autre ^hicule approprié, de manière à compléter un volume V de dis- ^lution. Celle-ci, après avoir été décolorée, si c'est nécessaire, et Itrée, est introduite dans un tube de longueur connue ). exprimée

I décimètres, puis interposée entre le polariseur et l'analyseur

II précédent appareil.

Avant l'interposition du tube, l'alidade de l'analyseur étant au 'j et sa section principale éUml dans un plan parallèle à celui de

lumière polarisée, une seule image était visible, l'image ordilire : elle était blanche, brillante, et présentait le maximum éclat. Au moment où la solution active est interposée, deux lénomènes se produisent tout à coup : 1° l'image extraordilire devient visible, quoique les deux sections soient restées IBS le parallélisme; ^'^ les deux images, au lieu d'être blanches, ot nuancées de couleurs vives et complémentaires l'une de luIre. Le premier effet tient à ce que le plan dé la lumière porisée a été dévié par la substance active; le second, à ce que la Wiation a été très-différente pour les divers rayons qui compotnt la lumière blanche (1).

(1) On se rend facilement compte de cet doux eiïets. Avant T interposition de la submee, tous les rayons composant le Taisccau de lumière étaient polarisés dans le Ine plan et devaient, par cela môme, produire sur Toeil la sensation qui résulte de ir mélange, c'est-à-dire la sensation de la lumière blanche. Mais le milieu interposé ■it agi différemment sur les différents rayons, et chacun d*eux ayant éprouvé une ïdiilcation différente dans le plan de sa polarisation, runiformité ne peut plus avoir iO, et les couleurs doivent apparaître comme elles apparaissent lorsque la lumière iBche est décomposée par^Teffet du prisme. Il est à remarquer seulement que, dans actuel, une moitié du spectre passant dans rimage ordinaire, et l'autre moitié

On touine alors Falidade de Fanalyseur jusqu'à éteindre Timage extraordinaire, ou plutôt jusqu'à l'amener à son minimum d'édat, ce que Ton reconnaît à ce qu'elle présente une teinte gris de lin, dite teinte sensible ou teinte de passage, tandis que l'image ordinaire présente une teinte jaune très-brillante et très-éclatanle (1). Lorsqu'on est arrivé à ce terme, on lit le nombre de degrés parcourus par l'alidade, soit à droite, soit à gauche du 0* (2) ; on le représente par à, et il exprime la déviation angulaire que le plan de polarisation du rayon jaune a subi sous l'influence de la liqueur active dans les conditions de dilution et de longueur de tube où elle s'est trouvée placée. Le pouvoir rotatoire de la substance active est alors :

Si au lieu d'opérer avec la lumière blanche on opérait avec une lumière homogène, telle que la lumière rouge, le phénomène de dispersion et de couleurs complémentaires disparaîtrait

dans l'image extraordinaire, les deux images doivent toujours être nuancées de couleurs complémentaires, puisqu'à tout instant rune renferme ce qui manque à Tautr^ pour reconstituer de la lumière blanche.

(1) Lorsqu'on opère avec un faisceau de lumière blanche, on n'arrive jamais, quelque position que l'on doime à l'analyseur, à éteindre complètement rimage extraordinaire. En effet, les rayons élémentaires se trouvant, après rinterposition du milieu actif, polarisés dans des plans très-différents, la position de l'analyseur qui convient à rextincliofl c l'un d'eux n'est pas celle qui convient à l'extinction des autres. Et comme il existe une grande différence dans leur pouvoir dispersif, il ai rive que le premier rayon, qui s'est éteint, a déjà reparu quand le second vient à s'éteindre à son tour; tandis qœ les autres rayons qui n'ont pas cessé d'être lumineux ne s'éteignent que succ»*s$i>ement et dans l'ordre de Ijcur pouvoir dispersif, qui est précisément le même que cdoi de leur réfrangibililé.* C'est pour cette raison qu'au lieu de chercher à éteindre l'image extraordinaire, résultat qu'on ne saurait obtenir quand on opère avec la lumitte blanche, on cherche seulement à l'amener à son minimum d'éclat, en s'amHanl au terme où elle a pris la teinte gris d ; lin que nous avons désignée sous le nom de einle sensible.

{i) La teinte sensible pouvant être obtenue aussi bien quand on tourne l'alidade i gauche que quand on la tourne à droite, il importe de savoir à quel signe on reoonnait que la substance est dexlrogyre ou lévogijre. Or, il ne peut exister aucune inccrtitud»* à cet égard, si l'on observe l'ordre dans lequel les couleurs se succèdent, lorsqu'on tourne l'alidade de gauche à droite. Est-ce le rouge qui succède à la teinte sensible, la substance est dexlrogyre ; est-ce le bleu, elle est lévogyre. D'ailleurs, le degré qui correspond à la teinte sensible étant différent, suivant que celle-ci a été obtenue par la rotation à droite ou par la rotation à gauche, il suffirait de faire une nouvelle observation, en changeant la longueur du tube pour savoir de quel côté est le cbiflîre exact.

(3) L'indice j, placé à droite de [a], signifie qu'on s'est arrêté au terme où l'image ordinaire est animée par la lumière jaune, soit qu'on ait opéré directement avec une

POUVOIR DISPERSIF. 505

dans les deux images, et on rentrerait dans le cas normal d'une simple variation dans Tintensité relative des deux lumières rouges. L'extinction absolue de l'image extraordinaire pourrait alors être ' obtenue très-facilement, et elle marquerait le terme auquel il conviendrait de s'arrêter dans le mouvement de l'alidade pour apprécier la déviation angulaire du plan de polarisation. II faudrait seulement se rappeler que le pouvoir rotatoire ainsi déterminé se rapporte au rayon rouge. Sa valeur est en général exprimée par les ^ de celle qui appartient au rayon jaune, et que l'on détermine au moyen de la teinte de passage avec la lumière blanche.

Pouvoir dispersif, — Le rapport [^ esP ce qu'on appelle le rapport de dispersion, ou le pouvoir dispersif comparé des deux rayons jaune et rouge,

Biot a appelé l'attention des physiciens sur l'intérêt qu'il y aurait à déterminer ce rapport pour chaque substance en particulier. Ce serait selon lui un caractère spécifique tout aussi important que celui de l'action rotatoire elle-même. Aussi a-t-il donné en détail le moyen de prendre ces déterminations {Annales, de chimie et de physique j 3* série, XXXVI, 405) , et de composer des mélanges où le pouvoir dispersif se trouve neutralisé, comme on achromatise deux milieux en les réunissant par leurs pouvoirs dispersifs opposés. Il est vrai que, dans toutes les expériences qu'il a pu faire sur des milieux ue contenant qu'une seule substance active autre que l'acide tartrique, Biot n'a jamais trouvé le rapport de dispersion plus gi-and que ^ ou plus petit que ^ . Mais enfin ces différences ont été observées, et rien ne prouve que dans les substances nouvelles qui seront étudiées par la suite on ne trouvera pas des différences plus grandes encore. Moi-même j'ai eu occasion, dans le cours de mes observations sur le pouvoir rotatoire (Journal de pharmacie et de chimie, 3* série, XL, 273)^ de rencontrer une matière neutre, la santonine, dans laquelle le pouvoir dispersif ^~ s'est trouvé exprimé par ^ .

Il y aurait donc un intérêt réel à déterminer ce pouvoir disper-

flamme monochromatique de cette nuance, en tournant Tanalyseur jusqu*à rcxtinclioa complète de rimage extraordinaire, soit qu'on ait opéré avec la lumière blanche, en tournant ranalyseur jusqu'à donner à rimage extraordinaire son minimum d'écbt.