Análise Instrumental. Cap 4 - Polarimetria

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Capítulo 04
Polarimetria
A determinação do teor de sacarose requer poucas operações analíticas, principalmente quando são feitas por equipamentos modernos que já fornecem as leituras diretas com as devidas correções de temperatura. Justamente por apresentar essa praticidade e rapidez na obtenção dos resultados, esta análise tem uma fundamental importância no setor sucroalcooleiro, servindo como parâmetro de avaliação na qualidade da matéria-prima; nos produtos intermediários dos processos de fabricação de açúcar e álcool; sub-produtos e produtos finais, além de ser usada nos balanços de massa e nos cálculos de eficiências e rendimentos. Por outro lado, toda esta praticidade esconde uma interessante teoria que é mostrada a seguir.
4.1 A POLARIZAÇÃO DA LUZ
No capítulo anterior foram mencionadas teorias a respeito da natureza da luz, sendo uma delas descrevendo a luz como um fenômeno eletromagnético composto de dois campos oscilantes, sendo um elétrico e outro magnético perpendiculares entre si e também perpendicular na direção de propagação do feixe luminoso. À medida que estes campos se propagam, ocorrem vibrações em infinitos planos. A maneira de selecionar ou filtrar um destes planos é através do uso de um polarizador. Faz-se passar a luz ordinária por um polarizador que interage com seu campo elétrico de tal modo que este campo fica oscilando em um único plano. Na figura 4.1 está mostrado esquematicamente a representação da luz e sua polarização.
Figura 4.1 – Representação da polarização da luz
4.2 POLARIZADORES
A física óptica explica os detalhes que acontecem quando uma luz é polarizada. A título de ilustração, discutiremos os tipos mais comuns de polarizadores e que na verdade são os mais citados pela literatura. Porém, para a finalidade deste capítulo, o prisma de Nicol é o mais importante. Antes, no entanto, vamos recorrer ao fenômeno da refração, já estudado no capítulo anterior. Foi visto que uma simples refração se caracteriza quando um raio incidente corresponde a um só raio refratado. Existem casos em que quando o raio luminoso incide em uma determinada substância, dois raios refratados são gerados, passando a substância que provocou a refração ser chamada de birrefrigente. Esse fenômeno é chamado de dupla refração e foi descoberto por um matemático chamado Erasmus Bartholin.
Em todo cristal birrefrigente existem uma ou duas direções tais que todo raio de luz que incide no cristal paralelarmente a essas direções podem gerar dupla ou simples refração. Essas direções são chamadas de eixos ópticos e, dependendo do número desses eixos, são chamados uniaxiais ou biaxiais. Nos cristais uniaxiais ocorrem refrações simples quando o eixo óptico coincide com o eixo cristalográfico. Quando isto não ocorre, ou seja, quando a luz incide obliquamente no eixo óptico, dois raios refratados são formados. O raio refratado que obedece plenamente às leis da refratometria (ver capítulo anterior) passa a ser chamado de raio ordinário. O outro raio que não obedece a essas leis é chamado de raio extraordinário.
Prisma de Nicol
O prisma de Nicol é um cristal transparente de carbonato de cálcio que também é conhecido como espato da Islândia. Sua capacidade de polarizar uma luz ordinária emergente deve-se ao fato de gerar uma dupla refração, ou seja, dois planos diferentes de luz polarizadas, como visto anteriormente, um raio ordinário e um raio extraordinário.
		
Como desejamos um único plano de luz, temos que eliminar um destes. O processo de polarização estabelecido usando o prisma de Nicol consiste em eliminar o raio ordinário, fazendo um corte diagonal no mesmo e posteriormente colando-o com bálsamo do Canadá. Este bálsamo por ser mais refringente que o cristal de CaCO3 devido ao seu índice de refração ser igual a 1,530, valor esse intermediário entre 1,658 do raio ordinário e 1,487 do raio extraordinário, faz com que o raio ordinário ao atingi-lo tenha um ângulo de maior incidência que o chamado ângulo limite e, desta forma, o raio ordinário ao invés de ser refratado, como antes, é refletido. Assim, somente o raio extraordinário atravessa o prisma de Nicol sendo a única luz polarizada obtida. Todo esquema de polarização da luz através do prisma de Nicol pode ser observado na figura 4.2.
Figura 4.2 – Esquema de polarização pelo prisma de Nicol
Polaróides
Esta forma de polarizar a luz pode não ser mais entendida que as outras, porém certamente é mais conhecida devido aos filmes de terceira dimensão, chamados 3D, que devem ser assistidos com óculos polaróides. 
		
A polarização da luz deve-se a orientação de suas moléculas numa única direção. Assim, se a luz conseguir atravessar estes materiais, uma luz polarizada será obtida. Um exemplo destes materiais polaróides é uma placa utilizando moléculas orientadas de iodo-quinona, obtidas colocando as placas deste material num soluto, e ainda no estado pastoso submete-lo a um campo magnético intenso.
4.3 ATIVIDADE ÓPTICA
Algumas substâncias sejam sólidas ou líquidas possuem a capacidade de desviar o plano de luz polarizada e assim passam a ser chamadas substâncias opticamente ativas. Quando nos cristais, a atividade óptica se deve ao fato destes não possuir elemento de simetria. No caso dos líquidos, esta propriedade é devido às moléculas assimétricas.
Assim, a atividade óptica está diretamente relacionada com as isomerias espaciais. É a capacidade de dois compostos possuírem a mesma fórmula plana, propriedades físicas idênticas, como, por exemplo, pontos de fusão e ebulição, e estruturas espaciais diferentes. Os diferentes arranjos espaciais atribuem a estes isômeros diferentes propriedades, entre estas, o desvio do plano da luz polarizada. 
		
Quem primeiro estudou o desvio do plano da luz polarizada de isômeros espaciais foi o físico francês Biot, no início do século XIX, mais precisamente em 1815. Nos seus estudos, Biot descobriu que certos compostos orgânicos quando em fase líquida têm a capacidade de desviar o plano da luz polarizada, igualmente alguns cristais, como por exemplo, o quartzo. Pelos seus estudos, concluiu que as propriedades dos compostos orgânicos acontecem a nível molecular, enquanto nos cristais as propriedades são decorrentes dos arranjos estruturais, uma vez que quando liquefeitos, ou seja, quando suas estruturas passam do estado sólido ao líquido, a capacidade de desviar o plano da luz polarizada desaparece. O quartzo altera o plano da luz polarizada enquanto cristal, mas quando fundido perde esta propriedade. 
Quando o desvio do plano da luz polarizada é para a direita, ou seja, no sentido horário, a substância é chamada de dextrógira e é representada pela letra “d” ou pelo sinal positivo “+”. Quando o desvio é para a esquerda, sentido anti-horário, a substância é chamada de levógira e é representada pela letra “l” ou pelo sinal negativo “-“.
		
Outra grande contribuição para este estudo foi dada por Luis Pasteur em 1848, que a partir de suas experiências com os ácidos d-láctico e l-láctico, descobriu a mistura racêmica, ou seja, misturas idênticas de isômeros ópticos. Para maior compreensão, pode-se definir como mistura racêmica uma mistura eqüitativa de compostos que têm a mesma estrutura plana, mesma estrutura espacial, mas que um destes composto desvia o plano da luz polarizada para a direita, "d", enquanto o outro isômero desvia para a esquerda, "l". Uma mistura racêmica não desvia o plano da luz polarizada.
		
Porém, a maior contribuição para o entendimento destas propriedades foi dada por Le Bel, químico francês, e Vant' Hoff, químico holandês, em 1874. Independentemente, sugeriram que "o átomo de carbono ocupa o centro de um tetraedro regular, e suas valências dirigem-se para os vértices".
		
As publicações destes dois químicos marcaram o início dos estudos relacionados com estruturas tridimensionais, denominado de estereoquímica. No item 4.5 serão ainda mais detalhados os estudos realizados por Luis Pasteur, Le Bel e Vant’ Hoff,.
4.4 ELEMENTOS DE SIMETRIA
Todo estudode isomeria óptica e por conseqüência da capacidade de uma substância desviar o plano de luz polarizado, como já se pôde observar, se relaciona com a assimetria das moléculas observadas no espaço. Assim, convém conhecer melhor o estudo dos elementos de simetria.
Para se avaliar a simetria ou assimetria de uma molécula é necessário identificar se essa molécula possui pelo menos um elemento de simetria. São três os principais elementos de simetria: plano; eixo e centro. Assim, se uma molécula apresentar pelo menos um elemento de simetria ela é simétrica e por conseqüência não tem a capacidade de desviar o plano da luz polarizada, ou seja, ela é opticamente inativa. Porém, isso não é regra geral porque existem moléculas que apresentam apenas o eixo de simetria e possuem atividade óptica. Os dienos conjugados são exemplos desses casos e essas moléculas são chamadas de dissimétricas. No entanto, seguramente as moléculas que não possuem elementos de simetria são assimétricas e têm atividade óptica. A observação da existência de elementos de simetria não é uma tarefa fácil e requer do leitor uma boa percepção da geometria molecular no espaço tridimensional. Entretanto é bastante importante a imaginação do arranjo espacial para se concluir, ou pelo menos entender a simetria ou assimetria de uma molécula. Assim, a seguir está discutido cada um dos elementos de simetria.
Plano de simetria
Vamos fazer uso dos estudos de Le Bel e Vant’ Hoff para comentarmos a existência de plano de simetria. Consideremos uma estrutura de geometria tetraédrica, onde cada vértice desta molécula está representado por elementos diferentes, ligados todos estes ao elemento central do tetraedro. Considerando o átomo central como A e os elementos ligantes como B, C, D e E, podemos ter quatro situações possíveis:
AB4 (quatro ligantes iguais em torno do átomo central) - A molécula é simétrica, pois qualquer plano passando por duas ligações dividirá a molécula em duas partes equivalentes. 
AB3C (três ligantes iguais e um diferente em torno do átomo central) - A molécula é simétrica, pois um plano que passe pelo átomo diferente divide a molécula em duas partes equivalentes. 
AB2CD (dois ligantes iguais e dois diferentes em torno do átomo central) - A molécula é simétrica, pois um plano que pelos dois átomos diferentes divide a molécula em duas partes equivalentes. 
ABCDE (todos os ligantes diferentes em torno do átomo central) - A molécula é assimétrica, pois por quaisquer duas ligações que passemos um plano, nunca conseguiremos duas metades equivalentes da molécula. 
Na figura 4.3 estão mostradas as situações comentadas, podendo se observar à simetria das três primeiras situações e indicando que apenas no último caso, ou seja, quando todos os elementos ligantes situados nos quatro vértices do tetraedro são diferentes é que ocorre a assimetria da molécula,
Figura 4.3 – Situações de simetria e assimetria em uma molécula de geometria tetraédrica
Eixo de simetria
Podemos dizer que uma molécula possui um eixo de simetria quando a molécula é girada de um ângulo de 360o ao redor de um eixo e a situação é equivalente à inicial. Para visualizar esta situação, vamos considerar a molécula do trans 1,2 - dibromo ciclobutano. Se traçarmos um eixo no centro da molécula de modo que, girando a estrutura 360o ao redor desse eixo, obtemos a mesma disposição inicial dos átomos, podemos concluir que esta molécula possui um eixo de simetria. 
Na introdução deste item foi dito que algumas moléculas possuíam apenas o eixo de simetria, eram, portanto, simétricas, mas tinham a capacidade de desviar o plano da luz polarizada. Essas moléculas, chamadas de dissimétricas, são então ativas opticamente. Esse é o caso da estrutura do trans 1,2 – dibromo ciclobutano mostrado na figura 4.4.
Figura 4.4 – Molécula do trans 1,2 dibromo ciclobutano
Centro de simetria
A observação do centro de simetria é ainda um pouco mais difícil de identificar, vez que a estrutura espacial deve ser perfeitamente imaginada. Na estrutura do 1,4 dicloro ciclohexano consideremos a existência de um ponto pelo qual se pode traçar uma linha que estará ligando partes iguais da molécula, contanto que em lados opostos. Podemos concluir que a molécula apresenta um centro de simetria e assim sendo é simétrica, não sendo opticamente ativa. Na figura 4.5 está apresentada a molécula do referido composto, sendo ainda mostrado o centro de simetria e a linha dividindo a molécula em duas partes idênticas e em lados opostos.
Figura 4.5 – Molécula do 1,4 dicloro ciclohexano
4.5 ISOMERIA ESPACIAL E QUIRALIDADE MOLECULAR
A química orgânica fornece duas classificações para o estudo da isomeria: a isomeria plana, também denominada de isomeria estrutural, e a isomeria espacial. A primeira subdivide-se em isomeria de cadeia; isomeria de posição; isomeria de compensação ou metameria; isomeria funcional e tautomeria. Já a isomeria espacial é subdividida em isomeria geométrica ou cis-trans e a isomeria óptica. A estereoquímica é estudada dentro da isomeria óptica.
		
Os estereoisômeros não são isômeros estruturais uma vez que a ordem de ligação dos seus átomos é a mesma, porém neste caso a diferença dos isômeros encontra-se justamente no arranjo de seus átomos no espaço. Estes estereoisômeros podem ser divididos ainda em duas outras classes: os enantiômeros e os diastereoisômeros.
		
Enantiômeros ou Antípodas Ópticos são estereoisômeros que são imagens espetaculares um do outro NÃO superponíveis. Considere que em um par de sapatos o pé esquerdo não serve para calçar o pé direito e vice-versa. Logo o par de sapatos é composto por duas formas diferentes ditas não coincidentes, ou não superponíveis. Por outro lado, observando o pé direito do sapato diante do espelho é a imagem do pé esquerdo, e vice-versa. Este fato é dito que um é a imagem espetacular do outro, ou seja, do objeto. Isto acontece porque no sapato não existe nenhum plano de simetria e assim, o sapato é um objeto assimétrico. No caso de uma bola, por exemplo, a imagem espetacular coincide com o objeto devido à bola apresentar plano de simetria, ou seja, ser um objeto simétrico. O par objeto-imagem é chamado então de antípodas ópticos ou enantiômeros. Na figura 4.7 estão mostradas as estruturas de dois compostos: cloro metano e ácido láctico. Observe que na molécula do cloro-metano existe um plano de simetria e, portanto a imagem é superponível com o objeto, o que não ocorre com a molécula do ácido láctico por ser uma molécula assimétrica.
Figura 4.7 – Comparação de superposição de objeto-imagem
O fenômeno que impede a superposição da imagem espetacular da molécula com seu objeto é denominado quiralidade e as moléculas são ditas quirais. O termo quiralidade é de origem grega, cheir, que significa mão. O uso deste termo nesta parte da química orgânica deve-se ao fato da mão esquerda diante do espelho ter como imagem a mão direita, no entanto elas não são superponíveis. Como ilustração disto, observe que uma luva da mão esquerda não serve para a mão direita, e vice-versa. O que determina a existência da quiralidade molecular é a presença de um carbono assimétrico, sendo este definido como um átomo de carbono saturado com hibridação sp3, apresentando então quatro ligações simples, onde cada ligação representa um radical diferente ligado a ele. Por convenção, o carbono assimétrico é representado marcado com um asterisco, C*. Na figura 4.7 está mostrado o fenômeno da quiralidade da molécula do ácido láctico através das formas “d” e “l”. Observa-se que sobrepondo a imagem com o objeto as estruturas não se sobrepõem, ou seja, elas são não coincidentes. Conclui-se assim que essa molécula é quiral e que existe um carbono assimétrico C*. 
Figura 4.7 – Estruturas do ácido láctico não superponíveis
Os estereoisômeros que não são imagem um do outro num espelho plano chamam-se diastereoisômeros.
4.6 ROTAÇÃO ESPECÍFICA
Para entendermos melhor o que vem a ser e como é medida a rotação específica, vamos inicialmente observar a figura4.8 que mostra a representação esquemática de um polarímetro, onde se destacam as partes que o compõem:
Fonte luminosa
Nicol polarizador
Tubo polarimétrico para colocação da substância a se analisar
Nicol analisador
Observador
 observador 
Figura 4.8 – Representação esquemática de um polarímetro
Quando o tubo polarimétrico está vazio, contendo água ou uma solução salina, ou seja, qualquer substância opticamente inativa - sem carbono assimétrico, o máximo de luz ocorre e o segundo prisma de Nicol do polarímetro, o analisador, marcará 0º. Nos casos em que a solução contida no tubo seja opticamente ativa o analisador gira até uma determinada posição que é correspondente ao número de graus de que o plano de polarização é girado. Este valor é denominado de rotação específica, e depende de fatores como:
- concentração da solução contida no tubo
- comprimento do tubo polarimétrico onde a solução está contida
- temperatura da solução analisada
- comprimento de onda da luz usada no polarímetro
- solvente
A partir destas variáveis podemos agora definir mais precisamente o que é rotação específica: “é a rotação em graus, produzida em um plano de luz polarizada por 1g de substância de pureza óptica, dissolvida em 1cm3 de solução, quando o comprimento do tubo polarimétrico é 1dm”.
		
Experimentalmente, são fixadas as três últimas variáveis para se determinar a rotação específica:
Temperatura da solução : 20ºC
Comprimento de onda da luz: usa-se uma luz de sódio de radiação correspondente a raia, ou linha D, que tem um comprimento de onda 	de 589,44nm, responsável pela coloração amarela à chama de sódio;
Solvente: preferencialmente é usada a água, caso a amostra seja insolúvel na água outro solvente pode ser usado, como por exemplo, álcool, éter, C6H6, etc, mas é necessário identificá-lo.	
Estabelecidas as três variáveis, o ângulo será dado pela expressão:
[α] = α / (l . e)
Onde:
[α] 	= rotação específica
α 	= desvio do plano da luz polarizada, em graus, ou poder rotatório específico
l 	= comprimento do tubo
e 	= concentração da substância, em g/mL
		
4.7 OS EQUIPAMENTOS: POLARÍMETRO E SACARÍMETRO
O polarímetro é o equipamento usado para medir o desvio do plano da luz polarizada provocado por uma substância opticamente ativa. Todo histórico do seu desenvolvimento se inicia no ano de 1669 quando Erasmus Bartholin descobriu a dupla refração do espato de Islândia e, anos mais tarde, Christiaan Huyghens anunciou a polarização da luz. No período de 1776 a 1777 Alexis Marie Rochon usando prismas de dupla refração aprimorou as medidas dos ângulos de refração. Em 1808 Malus descobriu acidentalmente que a luz quando refletida na superfície de um cristal adquire propriedades diferentes da luz transmitida através da placa de um cristal de dupla refração. Arago em 1810 descobriu a rotação específica de plano de polarização da luz polarizada pelo quartzo. Entre 1812 e 1815 Biot conhecendo as propriedades de rotação de certos materiais, contribuiu bastante para o estudo da refração e polarização da luz. Também estudos de polarização da luz realizados por Nicol em 1828 resultaram no prisma de Nicol, já descrito nesse capítulo. Finalmente, no período de 1815 a 1840 Biot formulou as leis fundamentais da polarimetria, válidas integralmente até hoje. 
A fonte usada nesse equipamento é uma luz monocromática ordinária, de sódio, que incide no primeiro prisma de Nicol polarizador. Ao atravessar este prisma, a luz é convertida em um plano de luz polarizada. Desta forma ela atravessa o tubo polarimétrico, onde se encontra a amostra, uma solução que se deseja avaliar a atividade óptica. Após atravessar a solução, a luz polarizada chega a outro prisma de Nicol, denominado de analisador, sendo este móvel. É importante imaginar que se o tubo estiver vazio, ou com uma solução opticamente inativa, a luz polarizada atravessa-o completamente. Neste caso, o instrumento indica 0º e o analista observa a quantidade máxima de luz que o atravessa, uma vez que os prismas polarizador e analisador estarão em paralelo, como já mencionado no item anterior.
		
Estando o tubo polarimétrico com uma substância opticamente ativa o plano da luz polarizada será girado. Isto fará com que a luz diminua sua intensidade ao passar pelo prisma analisador. Obtém-se o desvio causado pela substância à medida que o analista gira este prisma até se obter a intensidade máxima da luz. Se o giro for no sentido horário, para direita, se diz que a rotação é positiva (+) e a substância responsável pelo desvio é chamada de dextrógira. Caso seja necessário proceder a um giro no sentido anti-horário, para a esquerda, se diz que a rotação é negativa (-), e a substância opticamente ativa é chamada de levógira, como já explicado e discutido nos itens anteriores.
O sacarímetro é um polarímetro projetado, teoricamente, somente para medir soluções de sacarose, usando compensação por cunha de quartzo que elimina o uso da lâmpada de sódio ou outra fonte de luz monocromática, permitindo com isso manter fixos os prismas de Nicol polarizador e analisador. As cunhas de quartzo foram introduzidas nesses equipamentos por Soleil em 1845 e são também chamadas de placas rotatórias de polarização e devem ser usadas sempre que a exatidão da medida seja requerida. Isso porque é também comum a utilização de soluções padrões para calibração dos sacarímetros. Nesses casos, o plano de polarização de feixes de luz linearmente polarizada é posto a girar, de maneira a se obter ângulos previamente conhecidos, através da equação citada no item de rotação específica, obviamente em temperaturas e comprimentos de onda previamente conhecidos. Por exemplo, ao se preparar uma solução de glicose com uma concentração 1g/cm3, usando como solvente a água e estando essa solução a 20ºC, sendo ainda usado um equipamento com uma luz de sódio na raia “D” e a espessura do caminho óptico de 1dm, teríamos um valor do poder rotatório específico da glicose igual a:
 20ºC
 [α] = + 52,7º
 D
Nos resultados dessas polarizações, por mais que sejam obedecidos os critérios técnicos para preparação das soluções padrão, os erros não são melhores do que 1%. Quando são usados materiais de Referências Padronizadas estabelecidas pelo americano “National Bureau of Standards” pode-se chegar a valores em torno de 0,5%. Esse erro é levado para as análises rotineiras, uma vez que as amostras analisadas só poderão ser comparadas à amostra padrão dentro dos limites de exatidão proporcionados pelo equipamento.
As cunhas de quartzo são elementos ópticos que põem o plano da luz linearmente polarizada a girar em torno do eixo de transmissão, sem permitir alterações no grau de polarização ou na intensidade da luz. Essa propriedade do quartzo se deve ao fato de ser placas plano-paralelas cortadas de cristais de quartzo de modo que suas faces sejam perpendiculares ao eixo principal do cristal. Nessas placas o ângulo de rotação da luz linearmente polarizada é diretamente proporcional à espessura da luz. 
Entre 1842 e 1843 Ventzke propôs um método para definir a escala de açúcar, evitando cálculos e padronizando as análises utilizando os sacarímetros. Estabeleceu que o ponto 100 dessa escala seria a rotação de uma solução de sacarose com densidade relativa de 1,1000 a 17,50ºC, referida à água a também 17,50ºC. Como os resultados não foram totalmente satisfatórios usando como referência à densidade relativa, passou a considerar uma solução padrão preparada a partir de 26,048g de sacarose para 100cm3, chamando este de peso normal. Em 1855 foi introduzido na industria açucareira o balão de Mohr obrigando os fabricantes de polarímetro a determinar um novo ponto 100 para essa escala. Este novo ponto da escala passou a ser a rotação de uma solução preparada com 26,48g,isto porque 100cm3 no balão de Mohr equivaliam a 100,234mL. Finalmente, o ponto 100 na escala Ventzke foi determinado pela rotação que produz 26,048g de sacarose dissolvidas em 100cm3 no balão de Mohr a 17,50ºC. Assim, entre 1855 e 1890 todos os sacarímetros, exceto os de escala francesa, foram fabricados com base nessa escala.
Embora tenha sido considerada por muitos anos, a escala Ventzke sempre trouxe confusões em função de calibrações dos frascos de Mohr. Por isso, em 1900 quando reunida em Paris a International Commission for Uniform Methods of Sugar Analysis – ICUMSA, recomendou uma nova definição para o ponto 100 das escalas dos sacarímetros, passando a estabelecer o cm3 como unidade de volume e a temperatura de 20ºC, acarretando um novo peso da sacarose, passando para 26,010g. Para simplificação e trabalhar com números inteiros, se estabeleceu finalmente 26,000g de sacarose. Para evitar novas confusões, essa escala passou a ser denominada Escala Internacional do Açúcar,
Entre 1901 e 1904, Herzfeld e Schonder padronizaram o número de placas de quartzo nos sacarímetros e mediram a rotação óptica da luz de sódio, estabelecendo o valor de 34,657º para o ponto 100 da escala. Na reunião da ICUMSA de 1912 em New York, Bates contestou os valores de Herzfeld e Schonder, originando uma nova comissão para investigar o real valor do ponto 100 da escala. Na reunião seguinte da ICUMSA, Bates junto com Jackson publicou como sendo igual a 34,620º a rotação óptica da luz de sódio e 40,690º a rotação óptica da luz de mercúrio para o ponto 100.
Em 1932 quando a ICUMSA se reuniu em Amsterdam, foi consenso que Bates e Jackson estavam corretos, se definindo o valor de 34,620º para o ponto 100 da escala dos sacarímetros que trabalham com luz de sódio. Atualmente a escala dos sacarímetros foi a estabelecida pela ICUMSA na reunião de 1986, onde foi definida a mudança da escala de graus sucrose (ºS) para graus “Z” (ºZ) de azúcar (espanhol), zucchero (italiano) e zucker (alemão). A escala internacional ºZ tem como referência à rotação específica de uma solução normal de sacarose pura, preparada a partir de 26,0160g de sacarose pesada no vácuo e dissolvidas em 100cm3 de água pura a 20ºC. Isto equivale a uma solução feita a partir de 26,0000g (de sacarose pesadas ao ar nas condições normais de pressão e temperatura CNTP), ou seja, 1atm de pressão e 20ºC de temperatura.
O valor de referência 100ºZ equivale a rotação óptica da solução normal de sacarose, lida em comprimento de onda da linha verde do isótopo de mercúrio 190Hg, igual a 546,2271nm que é igual a 40,777º. Usando a luz de sódio filtrada em um comprimento de onda igual a 589,44nm, o valor do ponto 100ºS equivale a uma rotação igual a 34,626º. Nos sacarímetros com compensação por cunha de quartzo com comprimento de onda igual a 587,000nm a rotação do ponto 100ºZ é igual a 34,934º.
Recentemente um novo modelo de sacarímetro foi lançado no mercado trabalhando com fonte de luz a laser de hélio-neônio, com comprimento de onda de 632,08nm. Seu funcionamento vem sendo testado para homologação nas Comissões de Pagamento de Cana, embora seus fabricantes atestem que seu desempenho cumpre rigorosamente as recomendações da ICUMSA.
4.8 CORREÇÃO DA TEMPERATURA 
Todos os métodos analíticos de determinação de pol recomendam que estas análises sejam realizadas em uma sala onde a temperatura seja de 20º ± 0,5ºC, não devendo também ser realizadas em temperaturas inferiores a 14ºC e acima de 26ºC. A temperatura da água destilada utilizada para aferição do ponto zero do equipamento também deve ser de 20º ± 0,5ºC. Dessa forma, os efeitos da temperatura não podem ser evitados por completo nas análises de pol uma vez que provocam alterações nas medições da rotação óptica como:
No volume da solução
No comprimento do tubo de amostras
No coeficiente de temperatura do instrumento
No coeficiente de temperatura da rotação específica da amostra
A correção da temperatura nos polarímetros convencionais depende da existência de controle termostático para as amostras. Quando há o controle termostático as medidas devem ser corrigidas de acordo com a equação a seguir:
a20 = at [ 1 + 0,0001 ( t - 20 ) ] (I)
Onde:
a20 = rotação específica corrigida a 20ºC
at = rotação específica à temperatura da solução
t = temperatura observada no momento da leitura 
Quando não existe controle termostático é necessário considerar todos os fatores acima listados. Como alguns desses fatores não são conhecidos, é preciso submeter a amostra a um ajuste de temperatura para levá-la o mais próximo possível a 20ºC.
Nas correções da temperatura com placas de controle de quartzo o coeficiente de temperatura da rotação óptica do quartzo é conhecido com absoluta exatidão e dado pela expressão:
a20 = at [ 1 + 0,000143 ( t - 20 ) ]
Sendo as variáveis as mesmas da equação (I). O coeficiente formado da temperatura de quartzo e dos instrumentos é dado pela diferença 0,000143-0,0001=0,000043. Dessa forma a equação anterior assume novos valores e deve ser aplicada quando o instrumento e a placa de quartzo estiverem em equilíbrio térmico com o ambiente:
a20 = at [ 1 + 0,000043 ( t - 20 ) ]
Considerando todos os fatores relacionados com a temperatura que afetam as medidas das rotações ópticas, o coeficiente de temperatura para correções dessas medidas nas soluções de sacarose deve finalmente ser dado pela expressão:
a20 = at [ 1 + 0,000255 ( t - 20 ) ]
4.9 A SACAROSE E SUA INVERSÃO 
A sacarose é o principal açúcar encontrado na cana. Sua concentração varia de 15 a 18 %, enquanto glicose e frutose juntas têm uma concentração média variando de 0,5 a 1,0% cada. Isto torna viável técnica e economicamente a produção de açúcar a partir da cana-de-açúcar. 
		
A condensação de dois monossacarídeos, glicose e frutose, formam a sacarose que é um dissacarídeo. Por hidrólise em meio ácido, ou através de uma ação enzimática, pode se decompor formando os compostos monossacarídeos que lhe originaram. A estrutura da sacarose possui 9 (nove) carbonos assimétricos (C*) que são responsáveis pela propriedade que a sacarose tem de desviar o plano da luz polarizada. Além dessas, a sacarose apresenta as seguintes propriedades:
Se carameliza a 180ºC
Funde-se a 188ºC
Tem densidade de 1,5879 a 15ºC
Seu volume específico é de 0,63mL/g à 15ºC com 760mmHg de pressão
Seu calor específico é 0,342Cal/g 
É facilmente solúvel na água, sendo que sua solubilidade aumenta com a temperatura
		
Inversão da sacarose é um dos termos mais usados por técnicos ligados ao setor da agroindústria canavieira, independente de ser químico ou agrônomo. Mas em que se fundamenta este termo? Agora é bastante simples encontrarmos a resposta já que sabemos que ela está na estereoquímica. Trata-se da mudança de sinal referente ao desvio do plano da luz polarizada da sacarose que é igual a (+) 66,53º, sendo portanto uma substância dextrógira. Acontece que ao sofrer uma hidrólise ácida ou uma ação enzimática, a sacarose decompõe-se nos monossacarídeos que a originaram que é a glicose, que tem uma atividade óptica igual a (+) 52,7º, e a frutose com um desvio do plano da luz polarizada igual a (-) 92,4º. Como o resultado algébrico destas duas atividades ópticas é de (-) 39,70º, atribui-se a esta reação o termo inversão da sacarose, uma vez que o desvio do ângulo da luz polarizada passou de um valor que era antes positivo (+ 66,53º) para um valor negativo (-39,70º). Também por este fato, os monossacarídeos glicose e frutose são chamados respectivamente de Dextrose e Levulose, além de que quando são oriundos da decomposição da sacarose serem chamados de açúcares invertidos.
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