מדידת קצב תגובה

ניתן ללמוד קצב של תגובה על ידי קביעת השינוי בריכוזים של מגיבים או תוצרים כפונקציה של זמן. שינויים בריכוז ניתן למדוד על ידי טכניקות ניסיוניות כמו מדידת קיטוב האור, ספקטרוסקופיה או מדידות לחץ. מדידת קיטוב האור עושה שימוש באור מקוטב מישור עם שדה חשמלי המכוון לאורך מישור אחד בלבד.

היא מודדת את היכולת של תרכובות לסובב אור מקוטב, שתלויה במבנה המולקולרי של התרכובת הנחקרת. חשבו על ההידרוליזה של סוכרוז, שיוצרת גלוקוז ופרוקטוז. מד קיטוב האור(פולרימטר)משמש למדידת זווית הסיבוב של אור מקוטב מישור דרך תמיסת הסוכרוז המגיבה.

סוכרוז גורם לסיבוב עם כיוון השעון, ואילו גלוקוז ופרוקטוז מניעים סיבוב נגד כיוון השעון. על ידי מדידת הזווית של סיבוב האור במרווחי זמן מוגדרים, נינתן לחשב את הריכוזים היחסיים של סוכרוז, גלוקוז או פרוקטוז ולקבוע את קצב התגובה. קצבי תגובה יכולים גם להימדד באמצעות שיטות ספקטרופוטומטריות, תוך ניצול היכולת של מגיבים או התוצרים לספוג אור באורכי גל יחודיים.

ככל שהריכוז של החומר הרלוונטי גבוה יותר, כך ספיגת האור תהיה עוצמתית יותר. לדוגמה, גז מימן חסר צבע מגיב עם אדי יוד סגולים ליצירת יוד מימן חסר צבע. אדי יוד סופגים אור באזור הצהוב-ירוק ומחזירים אור סגול.

במהלך התגובה, ספקטרופוטומטר מודד את כמות האור הנספג על ידי הדוגמא ומנתח את האור המועבר. כך, ככל שהתגובה מתקדמת, הירידה בריכוז אדי יוד נצפית על ידי הירידה של ספיגת האור הצהוב-ירוק. בעזרת חוק בר-למברט, ניתן לחשב את עוצמת האור הנספגת בנקודות זמן שונות ולקשר אותה לשינויים בריכוז.

לחלופין, אם אחד מהמגיבים או התוצרים הם גז, משתמשים במדידות לחץ לקביעת קצב התגובה על ידי מעקב אחר שינויי לחץ. לדוגמה, במהלך פירוק מי חמצן, קצב התגובה נלמד באמצעות מנומטר המתעד את הלחץ של גז החמצן המשתחרר. ככל שהתגובה מתקדמת ועוד גז חמצן מתפתח, הלחץ עולה.

באמצעות משוואת הגזים האידיאלים, ערכי לחץ המתועדים בנקודות זמן שונות מומרים לריכוזים. שינוי הריכוז כפונקציה של זמן משמש לקביעת קצב התגובה. לתגובות ממושכות, ניתן לקחת דוגמאות או דוגמיות מתערובת התגובה במרווחי זמן קבועים.

לאחר מכן, הריכוזים היחסיים נמדדים באמצעות טכניקות מיכשוריות כמו כרומטוגרפיית גז, ספקטרומטריית מסה או טיטרציה, לחישוב קצבי תגובות.