Projeto comunitário; verificador de quiralidade (refratómetro ótico)

Osmosis Vanderwaal

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Já houve algumas vezes em que consumi metanfetamina, por exemplo, e me perguntei: "Isto não me parece estar a deixar muito pedrado. O sabor é o mesmo de sempre, os cristais são bastante amorfos, este produto não tem a forma de um paralelogramo longo e esguio em secção transversal que um fragmento de metanfetamina D(R) deveria ter e não é um floco plano e quadrado que faz lembrar um vidro de janela, como seria de esperar da metanfetamina L(S). Estou confiante de que muitos de vocês viram os discursos do homem que comprou uma grande quantidade de um líder de criptomoeda e, quando não o deixou chapado, enviou-o para um laboratório e descobriu que era 72% L-meth. Acho que isto acontece muito mais do que as pessoas imaginam. Há instruções e centenas de parágrafos de discussão sobre a remoção da D-meth de uma mistura racémica. Atualmente, a sua deteção é muito dispendiosa, cara ou demorada.
Existe um dispositivo que, quando utilizado corretamente, pode medir a quiralidade das moléculas. Chama-se refratómetro. Pode medir a quantidade e a direção em que uma molécula flete a luz. O ato de curvar a luz é chamado atividade ótica. Uma molécula só é ativa se for quiral. Além disso, se uma molécula tiver mais do que uma ligação rotativa, todas as ligações devem rodar na mesma direção para que a molécula seja opticamente ativa. Um refratómetro, adequado para. Para fins químicos custa cerca de 1000 dólares ou mais.

A efedrina 1S,2R não é opticamente ativa. O resultado líquido na luz é que ela não se dobra. Primeiro, dobra-se no sentido contrário ao dos ponteiros do relógio, depois no sentido dos ponteiros do relógio, pelo que o total não se altera
A efedrina 1S,2S é opticamente ativa. Primeiro, a luz é desviada no sentido dos ponteiros do relógio e, em seguida, é desviada ainda mais no sentido dos ponteiros do relógio.

As misturas racémicas de isómeros não são activas. Em teoria, a substância química tem 50% de quiralidade leavorotária e 50% dextrorotária, o que faz com que o resultado líquido seja 0, mas na vida raramente se encontra um resultado linear perfeito. Assim, 2-3° L ou R está dentro do intervalo esperado para uma mistura racémica. Todas as moléculas, mesmo todas as ligações, têm uma certa quantidade de rotação e esse número depende de factores como a temperatura e a força de uma solução, pelo que, para se obter uma medição exacta, estes aspectos devem ser tidos em conta e incluídos como variáveis numa equação.
A realidade é que não precisamos de um aparelho de 1000 dólares para ver se uma molécula roda a luz e não precisamos de medir com precisão a quantidade de luz que se está a dobrar. Sabendo que
Dobra a luz fortemente CC
Dobra ligeiramente a luz CC
Não faz curvar a luz
Dobra a luz ligeiramente no sentido dos ponteiros do relógio
Dobra a luz fortemente no sentido dos ponteiros do relógio
É tudo o que pretendo, mas quero que seja barato e portátil para o poder utilizar para analisar um produto antes de o comprar. Tenho, na minha posse, muitas "coisas", ou seja, itens, que penso poder utilizar para criar um protótipo de um dispositivo e testar/modificar o design para otimizar o seu custo e capacidade.
Tenho pilhas de lítio de 5v de todos os tipos. Os auscultadores têm baterias absolutamente minúsculas, e tenho algumas de balanças antigas, auscultadores buetooth, brinquedos sexuais, toneladas de baterias de telemóvel (mas estava a pensar em algumas das minúsculas baterias recarregáveis de 5v) e luzes led, luzes led de hobby do tipo carris de comboio, resistências uv led lcds, tudo isso. Tenho uma impressora 3d. Foi-me oferecida e nunca lhe toquei. Sei que está tudo aqui e vários rolos de filamento. Vou fazer protótipos e posso enviá-los a pessoas para que os ajustem e façam melhorias. Não tenho qualquer intenção de patentear ou lucrar com esta ideia ou engenho. Penso que seria benéfico para o grupo e para o mundo. Hoje recebi as primeiras peças que sabia que não tinha à mão. Isto pode ser suficiente para fazer 20 ou mesmo 50 unidades
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Os refractómetros têm outra finalidade, nomeadamente a medição do índice de refração, e estes aparelhos são geralmente muito baratos e compactos.
O aparelho que procura chama-se polarímetro. Este mede a rotação ótica de uma solução de amostra. Mesmo os manuais são bastante caros e grandes.
Felizmente, baseiam-se em princípios simples e podem ser reproduzidos em casa, com alguma perda de precisão, como é óbvio.

Tudo o que precisa é de uma fonte de luz, um tubo de vidro longo e fino com extremidades planas (pode colar vidro a vidro com epóxi) com algum alargamento para bolhas de ar (o que é fácil de fazer com um maçarico, um tubo macio e os seus pulmões) e película ou vidro polarizador. Para uma maior precisão, use também um luxímetro (mede a intensidade da luz, ou iluminância).
A fonte de luz deve ser linear (ou será necessário um filtro polarizador adicional) e, de preferência, com um espetro estreito, o mais próximo possível do valor da lâmpada de vapor de sódio (589 nm), para facilitar a comparação das suas medidas experimentais de rotação da luz com os dados da literatura.
Uma fonte boa e barata de tal luz poderia ser um módulo de díodo laser vermelho de 5mW 635nm sem lente ou com lente para o chamado "feixe de gordura". Como sabemos, a maior parte dos díodos laser produzem luz coerente e monocromática linearmente polarizada. Também existem LEDs com um espetro muito mais próximo dos 589 nm, mas não é linear e é mais largo, pelo que talvez deva ser coberto adicionalmente com um filtro passa-banda estreito se quiser obter valores adequados.

Aqui pode ver uma boa explicação do seu funcionamento efetivo:

Exemplo de um dos polarímetros manuais mais baratos disponíveis no mercado (na China, é possível comprar polarímetros semelhantes por 300-500$):
de-labor-analytische-geraete-akruess-optronic-p1000-manuelles-polarimeter.jpg
 

Osmosis Vanderwaal

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Obrigado pelo seu contributo e correção da terminologia. Um polarímetro custa a partir de 1000 dólares e o que estou a tentar fazer é um refratómetro (presumo, mas pode ser uma terminologia pouco rigorosa). Só quero ver se uma substância curva a luz 20º em levo, 20º ou mais em dextrorotário ou apenas alguns graus para cada lado (para permitir o excesso enantiomérico). Comprei essas folhas de película polarizadora. Tentei tirar algumas de um telemóvel antigo, mas não foi possível. Não estou a perceber a situação da luz, mas tenho muitos contactos lcds e afins, mas comprarei a coisa certa assim que perceber o que é. Sou um narcisista incrível, por isso não há nada que eu não possa fazer (na minha cabeça), posso imprimir placas de circuito, tenho uma impressora 3d, equipamento de uv e resina epóxi. Abro a carteira e compro o que for preciso. Podia comprar um polarímetro, mas não posso andar com ele por aí e não preciso de algo tão preciso. Adorava desenhar algo que qualquer pessoa pudesse fazer a partir de uma lata de pastilhas de menta e um monóculo barato ou uma ocular de brinquedo ou... o que quer que eu possa fazer funcionar que não seja uma peça personalizada. No próximo post vou explicar porque é que estou a tentar fazer isto. Infelizmente estou longe de ser um químico, nunca tive uma aula ou lição na minha vida. Tenho equipamento igual ao da maioria dos laboratórios de química do liceu e sou bastante versado no assunto, mas tenho muito pouca experiência de laboratório.
 

Osmosis Vanderwaal

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Eu disse,
Usei tiras de pH e passei 2 pontos para lá do pKa e do pKb em cada sentido
 
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