13.2
يمكن دراسة معدلات التفاعل،بتحديد التغير في تركيز المواد المتفاعلة أو النواتج،كدالّة على الزمن. يمكن قياس التغيرات في التركيز بواسطة تقنيات تجريبية،كالاستقطاب،والتحليل الطيفي،أو قياسات الضغط. يستخدم الاستقطاب،ضوءاًمستقطبًا-مستويًا مع مجال كهربائي موجّه علي سطح مستو واحد.
و هو يقيس قدرة المركّبات على تدوير الضوء المستقطب،والتي تعتمد على البنية الجزيئية للمركب الموجود. لنتأمل التحلل المائي للسكروز،الذي ينتج عنه غلوكوز وفركتوز. يُستخدم جهاز قياس الاستقطاب،لقياس درجة دوران ضوء مستقطب-مستوي،يمر عبر محلول السكروز المتفاعل.
السكروز يسبب دورانًا باتجاه عقارب الساعة،بينما الغلوكوز والفركتوز يسببان دورانًا بعكس عقارب الساعة. بقياس درجة دوران الضوء عند فترات زمنية معينة،يمكن حساب التركيز النسبي لكل من السكروز،والغلوكوز،والفركتوز ويمكن كذلك تحديد معدل التفاعل. كما يمكن قياس معدلات التفاعل باستخدام طرق التحليل الطيفي،بالاستفادة من قدرة المواد المتفاعلة والنواتج على امتصاص الضوء من موجات محددة الطول.
كلما زاد تركيز المادة المراد حسابها،أصبح امتصاصها للضوء أشدّعلى سبيل المثال،غاز الهيدروجين عديم اللون يتفاعل مع بخار اليود البنفسجي ليشكل يوديد الهيدروجين عديم اللون. بخار اليود يمتص الضوء في المنطقة بين الخضراء-الصفراء ويعكس ضوء بنفسجيًا. أثناء التفاعل،جهاز قياس الطيف الضوئي يقيس كمية الضوء التي امتصتها العينة ويحلل الضوء الذي انبعث.
وعليه فأثناء حدوث التفاعل،فإن التناقص في تركيز بخار اليود يلاحظ من خلال تناقص امتصاص الضوء بين الأخضر-الأصفر. باستخدام قانون بير-لامبرت،كثافة الضوء الممتص،عند نقاط زمنية مختلفة يمكن حسابها،ويمكن أن نعزوها إلى التغير في التركيز. وبدلًا عن ذلك،إذا كانت إحدى المواد المتفاعلة أو النواتج غازية،تُستخدم حسابات الضغط لتحديد معدل التفاعل عبر مراقبة التغيرات في الضغط.
على سبيل المثال،أثناء تحلل بيروكسيد الهيدروجين،يُدرس معدل التفاعل باستخدام مانومتر لمراقبة ضغط غاز الأكسجين المنبعث. ومع سير التفاعل ونشوء مزيد من غاز الأكسجين،يزداد الضغط. باستخدام معادلة الضغط النموذجية،تُحول قيم الضغط التي يتم تسجيلها عند نقاط مختلفة إلى قيم تركيز.
التغير في التركيز كدالّة على الزمن يُستخدم لتحديد معدل التفاعل. في التفاعلات الطويلة،يمكن أخذ عينات أو اجزاء،من خليط التفاعل علي فترات زمنية منتظمة. فتقاس مستويات التركيز النسبية،باستخدام تقنيات أساسية،مثل الفصل الكروماتوجرافي،أو مطيافية الكتلة،أو المعايرة،لحساب معدلات التفاعل.
يكتشف مقياس الاستقطاب تطبيقًا في الحركية الكيميائية لقياس تركيز وحركية تفاعل المواد النشطة بصريًا أثناء تفاعل كيميائي. تتمتع المواد الفعالة بصريًا بال…
2026 © حقوق الطبع والنشر MyJoVE Corporation. جميع الحقوق محفوظة.