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13.2: 测量反应速率
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测量反应速率
 
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13.2: 测量反应速率

偏振测量发现在化学动力学中应用于在化学反应期间测量光活性物质的浓度和反应动力学。 光活性物质能够旋转通过线性极化光的极化平面—这是一种称为光旋转的功能。 光活性归因于物质的分子结构。 普通单色光不偏振,在所有可能垂直于其传播方向的平面上都有电场振荡。 当未极化的光通过极化器时,一个线性极化光在一个平面中保持振荡。

旋光仪仪器确定光的极化方向或光活性物质产生的旋转方向。 在旋光仪中,平面极化光被引入含有反应溶液的光管中,反应可以在不干扰系统的情况下进行。 如果样品中含有光不活性物质,则极化光的平面方向不会改变。 在分析仪屏幕上,光照将以相同的强度显示,旋转角度读数 (ɑ) 将读数为零度。

但是,反应样品中存在光活性化合物会导致极化光的平面旋转穿过。 光的亮度将会降低。 分析仪设备的轴必须顺时针 (偏光) 或逆时针 (向光) 方向旋转,以观察最大亮度。 分析仪需要旋转的方向取决于所存在的化合物的性质。 测得的光旋转与样品中存在的光活性物质的浓度成比例。 通过分析不同时间点的旋转角度测量值,光活性化合物的浓度可以根据时间的函数来确定。

光谱分析

光谱仪等光学实验技术也经常用于监测化学反应并保护定量的关于反应动力学的信息。 使用光谱法,特定波长的光通过反应样品传递。 样品中的分子或化合物 (反应物或生成物) 可能会吸收一些光线,同时传输由探测器测量的剩余数量。 吸收的光量取决于所关注的化合物或分子的浓度。 例如,化合物的浓度越高,吸收度越大。 从吸光度来看,仪器将能够确定感兴趣化合物的浓度。 在反应性样本中,定期测量的吸光度会计算反应物或生成物的浓度,作为时间的函数。

压力测量

对于涉及气体相物质的反应,反应动力学随后是量化气体摩尔数的变化,这是压力变化的一个函数。 气相反应的实验设置可以连接到一个压力计,该压力计可以测量气态反应物或生成物的压力。 随着反应的进展,反应物的压力会下降, (或) 产品的压力会增加。 这可以通过压力计作为时间的函数来测量。 通过采用理想的气体定律—气体浓度与其部分压力成正比—可以计算化学反应的速率。

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