Misurazione della velocità di reazione

La polarimetria trova applicazione nella cinetica chimica per misurare la cinetica di concentrazione e reazione dei principi otticamente attivi durante una reazione chimica. I principi otticamente attivi hanno la capacità di ruotare il piano di polarizzazione della luce polarizzata linearmente che li attraversa, una caratteristica chiamata rotazione ottica. L’attività ottica è attribuita alla struttura molecolare delle sostanze. La normale luce monocromatica non è polarizzata e possiede oscillazioni del campo elettrico in tutti i piani possibili perpendicolari alla direzione della sua propagazione. Quando una luce non polarizzata passa attraverso un polarizzatore, emerge una luce polarizzata linearmente che mantiene le oscillazioni in un piano.

Uno strumento polarimetrico determina la direzione di polarizzazione della luce o la rotazione prodotta da un principio otticamente attivo. In un polarimetro, la luce polarizzata del piano viene introdotta in un tubo contenente la soluzione reagente e la reazione può essere seguita senza disturbare il sistema. Se il campione contiene sostanze otticamente inattive, non vi sarà alcun cambiamento nell’orientamento del piano della luce polarizzata. La luce sarà visibile nella stessa intensità sullo schermo dell’analizzatore, e l’angolo di lettura della rotazione (?) leggerà zero gradi.

Tuttavia, la presenza di composti otticamente attivi nel campione reagente provoca la rotazione del piano della luce polarizzata che passa. La luce che emergerà sarà meno luminosa. L’asse del dispositivo dell’analizzatore dovrà essere ruotato in senso orario (dextrorotatorio) o antiorario (levorotatorio) per osservare la massima luminosità. La direzione in cui l’analizzatore deve essere ruotato dipende dalla natura del composto presente. La rotazione ottica misurata è proporzionale alla concentrazione dei principi otticamente attivi presenti nel campione. Analizzando l’angolo di misurazione della rotazione in diversi punti di tempo, le concentrazioni dei composti otticamente attivi possono essere determinate in funzione del tempo.

Spettrometria

Tecniche sperimentali ottiche come la spettrometria sono spesso utilizzate anche per monitorare le reazioni chimiche e garantire informazioni quantitative sulla cinetica di reazione. Usando la spettrometria, la luce di una lunghezza d’onda specifica viene fatta passare attraverso un campione reagente. Le molecole o i composti (un reagente o un prodotto) all’interno del campione possono assorbire un po ‘di luce mentre trasmettono la quantità rimanente, che viene misurata da un rivelatore. La quantità di luce assorbita dipende dalla concentrazione del composto o della molecola di interesse. Ad esempio, maggiore è la concentrazione di un composto, maggiore è la sua assorbanza. Dall’assorbanza, lo strumento sarà in grado di determinare la concentrazione del composto di interesse. In un campione reagente, l’assorbanza misurata ad intervalli periodici calcola le concentrazioni del reagente o del prodotto in funzione del tempo.

Misurazioni della pressione

Per le reazioni che coinvolgono sostanze in fase gassosa, la cinetica di reazione è seguita dalla quantificazione delle variazioni del numero di talpe di gas in funzione delle variazioni di pressione. Le impostazioni sperimentali di una reazione in fase gassosa possono essere collegate ad un manometro che potrebbe misurare la pressione di un reagente gassoso o di un prodotto. Man mano che la reazione progredisce, la pressione dei reagenti diminuisce e (o) la pressione dei prodotti aumenta. Questo può essere misurato dal manometro in funzione del tempo. Utilizzando la legge del gas ideale — la concentrazione di un gas è proporzionale alla sua pressione parziale — si può calcolare la velocità di una reazione chimica.