13.2
Szybkość reakcji można badać, określając zmianę stężeń reagentów lub produktów w funkcji czasu.
Zmiany stężenia można mierzyć za pomocą technik eksperymentalnych, takich jak polarymetria, spektroskopia lub pomiary ciśnienia.
Polarymetria wykorzystuje światło spolaryzowane płaszczyznowo z polem elektrycznym zorientowanym tylko wzdłuż jednej płaszczyzny. Mierzy zdolność związków do obracania światła spolaryzowanego, co zależy od struktury molekularnej obecnego związku.
Weźmy pod uwagę hydrolizę sacharozy, w wyniku której powstaje glukoza i fruktoza. Polarymetr służy do pomiaru stopnia obrotu światła spolaryzowanego płaszczyznowo przechodzącego przez reagujący roztwór sacharozy. Sacharoza powoduje rotację zgodnie z ruchem wskazówek zegara, podczas gdy glukoza i fruktoza powodują rotację w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara.
Mierząc stopień rotacji światła w określonych odstępach czasu, można obliczyć względne stężenia sacharozy, glukozy lub fruktozy i określić szybkość reakcji.
Szybkość reakcji można również mierzyć za pomocą metod spektrofotometrycznych, wykorzystując zdolność reagentów lub produktów do pochłaniania światła o określonych długościach fal. Im wyższe stężenie substancji będącej przedmiotem zainteresowania, tym intensywniejsza będzie jej absorpcja światła.
Na przykład bezbarwny gazowy wodór reaguje z fioletowymi oparami jodu, tworząc bezbarwny jodek wodoru. Opary jodu pochłaniają światło w obszarze żółto-zielonym i odbijają światło fioletowe.
Podczas reakcji spektrofotometr mierzy ilość światła pochłoniętego przez próbkę i analizuje przepuszczane światło. Tak więc w miarę postępu reakcji obserwuje się spadek stężenia par jodu poprzez zmniejszenie absorbancji światła żółto-zielonego.
Korzystając z prawa Beera-Lamberta, można obliczyć natężenie światła pochłoniętego w różnych punktach czasowych i powiązać je ze zmianami stężenia.
Alternatywnie, jeśli jednym z reagentów lub produktów jest gaz, pomiary ciśnienia stosuje się do określenia szybkości reakcji poprzez monitorowanie zmian ciśnienia.
Na przykład podczas rozkładu nadtlenku wodoru szybkość reakcji jest badana za pomocą manometru w celu monitorowania ciśnienia uwalnianego tlenu. Wraz z postępem reakcji i wydzielaniem się większej ilości tlenu gazowego ciśnienie rośnie.
Korzystając z równania gazu doskonałego, wartości ciśnienia zarejestrowane w różnych punktach czasowych są przeliczane na stężenia. Zmiana stężenia w funkcji czasu służy do określenia szybkości reakcji.
W przypadku przedłużonych reakcji próbki lub podwielokrotności można pobierać z mieszaniny reakcyjnej w regularnych odstępach czasu. Stężenia względne są następnie mierzone za pomocą technik instrumentalnych, takich jak chromatografia gazowa, spektrometria mas lub miareczkowanie, w celu obliczenia szybkości reakcji.
Polarymetria znajduje zastosowanie w kinetyce chemicznej do pomiaru stężenia i kinetyki reakcji substancji optycznie czynnych podczas reakcji chemiczn…
Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.