La polarisation
Un grand nombre de composés organiques à poids moléculaire élevé exercent une déviation sur le plan de la lumière polarisée. Les principaux groupes de corps organiques faisant partie intégrante de nos tissus ou de nos organes qui possèdent ces propriétés, sont : les sucres, les albumines, etc. Parmi ces substances, les unes sont dextrogyres, c'est-à-dire dévient vers la droite la lumière, les autres sont lévogyres, c'est-à-dire font dévier vers la gauche le plan de polarisation. L'intensité de cette action, c'est-à-dire l'angle de déviation, varie pour chaque corps; c'est une propriété particulière de ce corps et caractéristique; elle est proportionnelle au nombre de molécules de ce corps. Il s'ensuit que la détermination exacte de l'angle dont un corps donné fait dévier la lumière polarisée, aura la valeur la plus grande pour la détermination de l'identité du corps, et éventuellement aura une valeur suffisante pour en déterminer la quantité.
Quelle que soit la forme d'instrument à laquelle on s'adresse, il y a, dans l'étude de la polarisation, quelques règles constantes à suivre.
1° Il faut que les solutions soient claires, limpides et incolores ; une faible coloration jaune n'entrave point la lecture, mais les couleurs rouges et brunes rendent tout essai irréalisable. Dans ces conditions, il faut avoir recours à l'action des réactifs pour débarrasser la liqueur de l'agent colorant (acétate de plomb, noir animal).
2° La source lumineuse est, soit une bonne lampe à huile, soit une llamme incolore de Bunsen, dans laquelle on sus-
pend une petite corbeille de platine portant une perle de sodium et fournissant ainsi une lumière monochromatique. On entoure la source lumineuse d'une cheminée munie d'une ouverture latérale permettant le passage des rayons lumineux dans l'appareil.
On appelle pouvoir rotatoire d'une substance, le degré de déviation que détermine, pour la lumière du sodium, une solution contenant 1 gramme de substance active pour 1 c. c. d'eau , et observée sous une épaisseur de 1 décimètre. Ou marque le sens de la déviation par le signe -J- s'il s'agit d'un corps dextrogyre, par le signe — si la substance est lévogyre.
Pour déterminer avec précision le pouvoir rotatoire d'une substance, il convient de se servir de la lumière du sodium dont la raie coïncide avec la raie D de Frauenhofer; on le représente par le symbole
La déviation du plan de polarisation est proportionnelle ;ui nombre de molécules influencées par le rayon de lumière; il convient donc de se servir d'une solution suffisamment riche du corps, et d'en emplir un tube de la plus grande longueur possible. On détermine, à l'aide de l'instrument, la déviation, puis on vide le tube dans une capsule. On rince le tube à l'aide du même dissolvant, on réunit la solution et le liquide de rinçage, on évapore à siccité et l'on détermine par pesée la quantité de substance. On a au préalable déterminé soigneusement la capacité du tube, et l'on calcule le pouvoir rotatoire exact à l'aide de la formule
fa
pi
dans laquelle a est la déviation observée; v la contenance exacte du tube en centimètres cubes ; ;; le poids de la substance active exprimé en grammes, et / la longueur du tube en décimètres.
11 existe de nombreux appareils destinés à mesurer l'intensité de la déviation que certaines substances exercent sur la lumière polarisée. Nous n'entrerons pas dans le détail de leur description qui se trouve dans tous les traités de physique.
Ces instruments se composent, dans leurs parties essentielles :
1° D'un polariseur;
2° D'un tube destiné à recevoir la substance active dissoute dans un dissolvant inactif;
H0 D'un analyseur.
Polarimètre à, pénombre de Laurent.
Le polarimètre à pénombre de Laurent se compose d'un nicol polariseur et d'un nicol analyseur. Entre eux est interposée une lame de quartz demi-onde, disposée de telle façon qu'elle corresponde à la moitié d'un diaphragme placé près du polariseur et qui limite les rayons venant de la source lumineuse. Le champ de la lunette est divisé en deux moitiés; la droite laisse passer directement les rayons lumineux tels qu'ils viennent du polariseur; dans la moitié gauche, par contre, les rayons venant du polariseur doivent traverser la lame de quartz susmentionnée. Si la section principale du polariseur est parallèle ou perpendiculaire à l'axe de la lame de quartz, celle-ci restera sans action, et les rayons lumineux passeront avec la même vitesse dans les deux moitiés du champ
\)E CIIIMIK l'IlYSHH.OClOUK.
de la lunette et ces deux territoires seront éclairés avec une égale intensit*; ; s'il n'en est pas ainsi, les rayons ne passeront pas avec la même vitesse dans les deux moitiés du champ de la lunette et celui-ci apparaîtra comme deux demi-disques inégalement éclairés.
l'olarimèlre à pénombre de Laurent.
L'analyseur est mobile; on le fait tourner d'une quantité suffisante pour rétablir l'égalité des deux plages lumineuses; on lit cette quantité sur le vernier : elle exprime, selon l'instrument, soit l'angle de déviation, soit le nombre de grammes de substance active.
Mode d'emploi. — 1° On s'assure le maximum de lumière en visant les parties les plus lumineuses du brûleur.
2° On procède a la détermination du zéro sans regarder la graduation. Si le zéro est atteint, les deux parties montrent des disques paraissant d'un gris jaunâtre absolument identique, et la ligne qui les sépare absolument nette.
Si l'on n'est pas dans la position exacte, les deux parties du
disque n'ont pas une similitude parfaite et la ligne de démarcation qui les sépare est diffuse. On rétablit l'égalité à l'aide des vis de correction. Si l'on corrige dans le bon sens, le côté sombre s'éclaircit et le côté clair s'assombrit. Lorsqu'on a obtenu l'égalité des teintes, on procède à la lecture du vernier. 3° On place dans le tube la solution à étudier. L'égalité d'éclairage est détruite. On la rétablit en tournant le bouton qui commande le nicol analyseur de telle façon que le côté clair s'assombrisse et que le côté obscur s'éclaire. On continue cette manœuvre jusqu'au moment où l'égalité de teinte des deux demi-disques est rétablie et leur frontière nette. Si le vernier a tourné à droite, il s'agit d'un corps dextrogyre ; s'il a tourné vers la gauche, c'est à une substance lévogyre que Ton a affaire.
Polaristroboscope de Wild.
Le polaristroboscope de Wild se compose d'un nicol polariseur mobile et d'un nicol analyseur. Un polariscope deSavart, formé de deux lames de spath, est interposé entre l'analyseur et l'œil de l'observateur.
Si les sections principales de ces deux niçois sont parallèles ou perpendiculaires, les rayons lumineux sortant du polariseur passent avec une même vitesse dans tout le système optique de l'appareil et le champ de la lunette apparaîtra complètement lumineux; par contre, dans toutes les positions intermédiaires des deux niçois, l'un par rapport à l'autre, les rayons ne posséderaient plus la même vitesse dans toute l'étendue du champ, et dans celui-ci apparaîtront des raies horizontales (raies d'interférence).
Le nicol polariseur est fixé dans un disque métallique dont la circonférence porte une double graduation; la lecture se fait à l'aide d'une seconde lunette.
Polaristroboscope de VVild.
Mode d'emploi. — 1° Il faut diriger l'instrument vers le point le mieux éclairé, et où la lumière est le plus homogène.
2° L'observateur règle par tirnge la mise au point jusqu'au moment où la croisée des fils atteint son maximum de visibilité.
On détermine le zéro en modifiant la position du polariseur au moyen d'un bouton ; lorsque le zéro est atteint, c'est-à-dire lorsque les axes principaux du polariseur et de
l'analyseur coïncident ou sont perpendiculaires, le champ est dépourvu de franges.
3° On interpose la substance active; les franges reparaissent et l'on rétablit le zéro, c'est-à-dire que l'on corrige la position relative des deux niçois. On lit sur l'alidade l'angle de déviation. 11 importe de ne pas se borner à une lecture unique, mais de procéder à une dizaine de lectures, et d'en prendre la moyenne.
Calcul de l'analyse. — L'expérience démontre que si l'on examine la substance active sous une épaisseur de 200 millimètres, un degré de déviation correspond à 9g'.92 de glucose; si l'on se sert d'un tube de 400 millimètres, un degré correspond à 9.92 X 2 = 19er.84.
Pour calculer la quantité de glucose d'une solution sucrée, on multiplie la déviation obtenue par le facteur 9.92.
Exemple : Soit pour un tube de 200 millimètres une déviation de 2°.5, on trouvera la concentration au moyen du calcul suivant :
2°.5 x 9.92 = 24er.80 °/oo.
