A glükóz forgatóképességének vizes oldatban (mutarotáció) : tulajdonképpen mi a lényege?

A polarizált fény polarizációs síkját forgatják el bizonyos oldatok. Ennek az elforgatásnak mértékét és irányát mérik. A készüléket polariméternek hívják általánosan. De a cukor (glükóz) oldat mérésének eszköze a szacchariméter. :D

[link]

[link]

[link]

[link]

dellfil

Az elso es legfontosabb, amit ertend kell, hogy a molekulak nem valami merev szerkezetek, mint mondjuk egy epulet, hanem izgo-mozgo, hajlekony bigyok. Vannek bennuk neha merev reszek, de nem ez a jellemzo. Leginkabb ugy erdemes elkepzelni oket, mint egy olyan jatekfigurat, aminek mozog a keze-laba:

[link]

Egy ilyen figurat egy csomo pozba be lehet forgatni es ugy lehet hagyni.

A valosagban a molekulak maguktol is allandoan izegnek-mozognak, vagyis olyan, mintha a figura keze-laba folyton mozogna. Ugyanakkor, a masodik amit meg kell erteni, hogy ez a mozgas vizes oldatban jol mukodik, kikristalyosodova viszont nem, ott a moleulak be vannak dermedve. Raadasul, a kristalyban minden figura egyforma allasban lesz: vagy mindegyiknek fent lesz a keze, vagy mindegyiknek lent. (Mivel a kristalyosodas folyamata soran mindig egy olyan figura tapad az eppen novekvo kristalyhoz, aminek ugyanugy all a keze, ahogy a tobbinek.)

Most kepzeljuk el, hogy a sok-sok jatekfigura-felallas kozul mi csak azt tudjuk megkulonboztetni, hogy fent van-e a keze vagy lent. Amelyiknek fent van a keze, azt nevezzuk ugy hogy F, amelyiknek lent, az L. Nyilvan a labuk is lehet sokfelekeppen, de mi valamiert nem latjuk. Tok mindegy hogy miert, de nem latjuk. Most csinaljunk egy filmet a figurak mozgasarol, es merevitsuk ki egy-egy reszletet. Azt fogjuk latni, hogy minden pillanatban, a figurak kb felenek lesz lent a keze (azaz L), a felenek meg fent (azaz F). Egyszeruen azert, mert a kezmozgas teljesen veletlenszeru. Ha tovabb nezzuk a filmet, lehet hogy nemely figurak F allasbol L allasba valtoztak, de nemelyek meg pont forditva, igy tovabbra is fele-fele lesz F es L.

A cukornal ugyanez a helyzet. Nagyon sokfele keppen tud mozogni a cukormolekula, de mi ebbol csak kettot tudunk megkulonboztetni: amelyiket ha megvilagitjuk, akkor jobbra forditja el a fenyt, a masik meg balra. Namost ha egy kristalyt megvilagitunk, az mind csak jobbos lesz, vagy mind csak balos. (Azert, mert ugye amikor kristyalyosodik, akkor kimerevedik a molekula, es csak jobbosok lesznek vagy pedig csak balosok a kristalyban). De azt vesszuk eszre, hogy ha vizes oldatba tesszuk, akkor egyszer csak fele-fele lesz e jobbos es a balos, es ezert a fenyt felig jobbra, felig balra forgatjak, aminek az atlaga az lesz, hogy nem forog semerre. (Ez nem teljesen pontos, de maradjunk ennyiben.)

Azaz mit vettunk eszre? Ha jobbos kristalyt vizbe rakunk, akkor atlagos oldat lesz, megjelennek a balos molekulak. Ha balos kristaly vizbe rakunk, akkor is atlagos oldat lesz, megjelennek a jobbos molekulak. Vagyis a cukor esetben a jobbos/balos felallas nincs kobe vesve. Miert fontos ez? Hat azert, mert vannak olyan molekulak, amik mindig jobbosak es mindig balosak. Ezeknel nincs olyan mozgasi lehetoseg, ami a jobbost atviszi balosba es vissza. A cukor esetben ez egy kulonlegesseg, hogy ilyen mutarotaciora kepes, azaz kepes atmenni jobbosbol balosba.