POLARIMETER

A.    PENGERTIAN  POLARIMETER

Gambar polarimeter

Polarimeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur besarnya putaran optik yang dihasilkan oleh suatu zat yang bersifat optis aktif yang terdapat dalam larutan. Jadi polarimeter ini merupakan alat yang didesain khusus untuk mempolarisasi cahaya oleh suatu senyawa optis aktif. Senyawa optis aktif adalah senyawa yang dpat memutar bidang polarisasi, sedangkan yang dimaksud dengan polarisasi adalah pembatasan arah getaran (vibrasi) dalam sinar atau radiasi elektromagnetik yang lain. Untuk mengetahui besarnya polarisasi cahaya oleh suatu senyawa optis aktif, maka besarnya perputaran itu bergantung pada beberapa faktor yakni 

1.Struktur molekul                                                                                                         2.Temperatur,                                                                                                                        

 3.Panjang gelombang,                                                                                              

 4.Banyaknya molekul pada jalan cahaya,                                                                                       

 5. Jenis zat                                                                                                                                          6. Ketebalan,                                                                                                                                       7. Konsentrasi dan juga pelarut.

 Polarisasi bidang dilakukan dengan melewatkan cahaya biasa menembus sepasang kristal kalsit atau menembus suatu lensa polarisasi. Jika cahaya terpolarisasi-bidang dilewatkan suatu larutan yang mengandung suatu enantiomer tunggal maka bidang polarisasi itu diputar kekanan atau kekiri. Perputaran cahaya terpolarisasi-bidang ini disebut rotasi optis. Suatu senyawa yang memutar bidang polarisasi suatu senyawa terpolarisasi-bidang dikatakan bersifat aktif optis. Karena inilah maka enantimer-enantiomer kadang-kadang disebut isomer optis.

B.     Bagian-Bagian dalam Polarimeter

Polarimeter ini terdiri dari dua prisma Nicol (yang polarizer dan analyzer). Polarizer adalah tetap dan alat analisis yang bisa diputar. prisma dapat dibandingkan sebagai celah S1 dan S2. Gelombang cahaya dapat dianggap sesuai dengan gelombang dalam string. Polarizer S1 memungkinkan hanya gelombang cahaya yang bergerak pada bidang tunggal. Hal ini menyebabkan cahaya untuk menjadi pesawat terpolarisasi. Ketika analisa ini juga ditempatkan dalam posisi yang sama ini memungkinkan gelombang cahaya yang datang dari polarizer untuk melewatinya. Ketika diputar melalui sudut yang tepat tidak ada gelombang dapat melewati sudut kanan dan lapangan tampaknya gelap. Jika sekarang sebuah tabung gelas berisi larutan optis aktif diletakkan diantara polarisator dan analisa cahaya sekarang berputar melalui bidang polarisasi melalui sudut tertentu, alat analisis yang akan harus diputar di sudut yang sama.

Polarimeter ukuran ini dengan melewatkan cahaya monokromatik melalui pertama dari dua pelat polarisasi, menciptakan sinar terpolarisasi. Ini plat pertama dikenal sebagai polarizer. balok ini kemudian diputar saat melewati sampel. Sampel biasanya disiapkan sebagai tabung dimana zat aktif optik adalah dilarutkan dalam optik tidak aktif kimia seperti air suling , etanol , metanol . Beberapa polarimeter dapat dipasang dengan tabung yang memungkinkan untuk sampel untuk mengalir melalui terus menerus.

Setelah melewati sampel, sebuah polarizer kedua, yang dikenal sebagai alat analisis tersebut, berputar baik melalui rotasi manual atau deteksi otomatis dari sudut. Ketika analisa diputar dengan sudut yang tepat, jumlah maksimum cahaya akan melewati dan bersinar ke detektor. Kebanyakan polarimeter otomatis membuat perhitungan secara otomatis, memberikan masukan pada variabel dari pengguna. Karena bahan kimia optik aktif banyak stereoisomer, polarimeter dapat digunakan untuk mengidentifikasi isomer hadir dalam sampel - jika berotasi terpolarisasi cahaya ke kiri, ini adalah isomer levo-, dan ke kanan, sebuah dextro-isomer

·        Jenis Polarimeter

a.Manual

Polarimeter paling awal, yang tanggal kembali ke tahun 1830-an, yang dibutuhkan pengguna secara fisik memutar analyzer, dan detektor itu mata pengguna menilai saat yang paling bersinar cahaya melalui. Sudut ditandai pada skala yang mengelilingi analyzer tersebut. Desain dasar masih digunakan dalam polarimeter sederhana.

b.Semi Otomatis

Hari ini ada juga polarimeter semi-otomatis, yang membutuhkan deteksi visual tetapi push menggunakan-tombol untuk memutar analisa dan menawarkan tampilan digital.

c. Sepenuhnya Otomatis

Yang paling polarimeter modern yang sepenuhnya otomatis, dan hanya memerlukan user untuk menekan tombol dan menunggu pembacaan digital.

Polarimeter dapat dikalibrasi - atau setidaknya diverifikasi - dengan mengukur piring kuarsa, yang dibangun untuk selalu membaca di sudut rotasi tertentu (biasanya 34 °, tetapi +17 ° dan 8,5 ° adalah juga populer tergantung pada sampel) . piring Quartz yang disukai oleh banyak pengguna karena contoh padat jauh lebih sedikit dipengaruhi oleh variasi suhu, dan tidak perlu dicampur on-demand seperti solusi sukrosa.

Sudut rotasi zat optik aktif dapat dipengaruhi oleh:

• Konsentrasi sampel
• Panjang gelombang cahaya melewati sampel (umumnya, sudut rotasi dan panjang gelombang cenderung berbanding terbalik)
• Suhu sampel (umumnya kedua secara langsung proporsional)
• Panjang sel sampel (masukan oleh pengguna ke polarimeter otomatis paling untuk memastikan akurasi yang lebih baik)

polarimeter modern Sebagian besar metode kompensasi untuk atau mengendalikan ini.

C.    PRINSIP KERJA POLARIMETER

 Prinsip kerja alat polarimeter adalah sebagai berikut:  sinar yang datang dari sumber cahaya (misalnya lampu natrium) akan dilewatkan melalui prisma terpolarisasi (polarizer), kemudian diteruskan ke sel yang berisi larutan. Dan akhirnya menuju prisma terpolarisasi kedua (analizer). Polarizer tidak dapat diputar-putar sedangkan analizer dapat diatur atau di putar sesuai keinginan. Bila polarizer dan analizer saling tegak lurus (bidang polarisasinya juga tega lurus), maka sinar tidak ada yang ditransmisikan melalui medium diantara prisma polarisasi. Pristiwa ini disebut tidak optis aktif.

Jika zat yang bersifat optis aktif ditempatkan pada sel dan ditempatkan diantara prisma terpolarisasi maka sinar akan ditransmisikan. Putaran optik adalah sudut yang dilalui analizer ketika diputar dari posisi silang ke posisi baru yang intensitasnya semakin berkurang hingga nol.Untuk menentukan posisi yang tepat sulit dilakukan, karena itu digunakan apa yang disebut “setengah bayangan” (bayangan redup). Untuk mancapai kondisi ini, polarizer diatur sedemikian rupa, sehingga setengah bidang polarisasi membentuk sudut sekecil mungkin dengan setengah bidang polarisasi lainnya. Akibatnya memberikan pemadaman pada kedua sisi lain, sedangkan ditengah terang. Bila analyzer diputar terus setengah dari medan menjadi lebih terang dan yang lainnya redup. Posisi putaran diantara terjadinya pemadaman dan terang tersebut, adalah posisi yang tepat dimana pada saat itu intensitas kedua medan sama. Jika zat yang bersifat optis aktif ditempatkan diantara polarizer dan analizer maka bidang polarisasi akan berputar sehingga posisi menjadi berubah. Untuk mengembalikan ke posisi semula, analizer dapat diputar sebesar sudut putaran dari sampel.

Sudut putar jenis ialah besarnya perputaran oleh 1,00 gram zat dalam 1,00 mL larutan yang barada dalam tabung dengan panjang jalan cahaya 1,00 dm, pada temperatur dan panjang gelombang tertentu. Panjang gelombang yang lazim digunakan ialah 589,3 nm, dimana 1 nm = 10^-9m. Sudut putar jenis untuk suatu senyawa (misalnya pada 25^o C) Macam macam polarisasi antara lain, polarisasi dengan absorpsi selektif, polarisasi akibat pemantulan, dan polarisasi akibat pembiasan ganda.

1.      Polarisasi dengan absorpsi selektif, dengan menggunakan bahan yang akan melewatkan (meneruskan) gelombang yang vektor medan listriknya sejajar dengan arah tertentu dan menyerap hampir semua arah polarisasi yang lain.

2.    Polarisasi akibat pemantulan, yaitu jika berkas cahaya tak terpolarisasi dipantulkan oleh suatu permukaan, berkas cahya terpanyul dapat berupa cahaya tak terpolarisasi, terpolarisasi sebagian, atau bahkan terpolarisasi sempurna.

 3. Polarisasi akibat pembiasan ganda, yaitu dimana cahaya yang melintasi medium isotropik (misalnya air). Mempunyai kecepatan rambat sama kesegala arah. Sifat bahan isotropik yang demikian dinyatakan oleh indeks biasnya yang berharga tunggal untuk panjang gelombang tertentu.  Pada kristal – kristal tertentu misalnya kalsit dan kuartz, kecepatan cahaya didalamnya tidak sama kesegala arah. Bahan yang demikian disebut bahan anisotropik ( tidak isotropik). Sifat anisotropik ini dinyatakan dengan indeks bias ganda untuk panjang gelombang tertentu. Sehingga bahan anisotropik juga disebut bahan pembias ganda.