Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Science Education Library
General Chemistry

A subscription to JoVE is required to view this content.
You will only be able to see the first 20 seconds.

Photometrische Bestimmung von einer konstanten Gleichgewicht
 

Photometrische Bestimmung von einer konstanten Gleichgewicht

Article

Transcript

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the English version.

Bestimmen die Gleichgewichts-konstante einer chemischen Reaktion kann liefern wichtige Informationen über das Ausmaß, das es bilden, Produkte im Laufe der Zeit.

Jede chemische Reaktion ist verbunden mit einer konstanten Gleichgewicht, K, die das Verhältnis der Konzentrationen der Produkte und Edukte reflektiert, wenn die Reaktion beendet wurde voran. Um K zu messen, müssen diese Konzentrationen bestimmt werden.

Wenn eine Reaktion eine einzelne farbigen Komponente enthält, kann seine Wechselwirkung mit Licht gemessen werden, um seine Konzentration zu erkennen. Die Konzentrationen der einzelnen ungefärbten können dann indirekt mit der ausgeglichene Reaktionsgleichung berechnet werden. Dieses Video wird die Verwendung von einem Spektrophotometer empirisch bestimmen die Gleichgewichts-Konstante für eine Eisen-Thiocyanante-Reaktion zu veranschaulichen.

Die meisten chemische Reaktionen verlaufen in vorwärts-und rückwärts. Da die Reaktion fortschreitet es erreicht einen Punkt, wo die vorwärts- und Reaktionen, mit der gleichen Rate auftreten. Dieses bekannt als chemischen Gleichgewicht. Bei dieser Steady-State entspricht das Verhältnis der Produktkonzentrationen Edukt-Konzentrationen, jeweils potenziert mit ihrer stöchiometrischen Koeffizienten, die Gleichgewichts-Konstante K. Nach Maß K für ein System von Interesse die Koeffizienten sollte bekannt sein, und die Konzentrationen müssen ermittelt werden, entweder direkt oder indirekt. Nach dem Bier-Lambert Gesetz ist die Konzentration von einem farbigen Arten proportional zu seiner Absorption der Energiemenge, die bei einer bestimmten Wellenlänge des Lichts absorbiert. Mathematisch ausgedrückt werden kann, wo A ist Extinktion, Epsilon ist die molare Dämpfung-Koeffizienten, die substanzspezifischen l ist die Länge des Pfads durch die Probe und c ist die Konzentration. Eine Kalibrierkurve entsteht durch die Tests mehrere Lösungen bekannter Konzentration und Plotten die Ergebniswerte der Extinktion. Mit diesem Eichkurve können Lösungen unbekannter Konzentration untersucht werden. Extinktion Messungen dienen zur Bestimmung der Konzentration der farbigen Arten. Dann können die Konzentrationen der Edukte und Produkte berechnet werden. Das folgende Verfahren wird die Reaktion des Eisens drei mit Thiocyanat, ein Eisen-Thiocyanat-Komplex bilden studieren.

Sobald die Konzentrationen festgestellt wurden, Tabelle der Wert für K mit einem Initial-Änderung-Gleichgewicht oder Eis, berechnet werden kann, erläutert werden weiter in den Ergebnissen.

Nun, da Sie verstehen wie photometrische Methoden zu bestimmen, die Gleichgewichts-Konstante verwendet werden können, sind Sie bereit, das Verfahren zu beginnen.

Vor der Messung der Probenmaterials muss eine Kalibrierungskurve generiert werden.

Um zu beginnen, Null destilliertem eines UV-Vis Spektralphotometer mit Wasser als eine leere, keine Absorption zu vertreten. Beim Einfügen einer Küvette in das Spektrophotometer sicherzustellen Sie, dass es ausgerichtet ist, so dass Licht durch die transparenten Seiten fällt und der Flüssigkeitsstand über dem Pfad des Balkens ist.

Dann bereiten Sie 5 Reagenzgläser mit den angegebenen Bänden der jeweiligen Reaktanten Lösung wie im Text Protokoll, die unterschiedliche Konzentrationen des Produkts Ausbeute wird gezeigt. Jedes Rohr mit einem behandschuhten Finger zu decken, und schütteln um zu mischen. Lassen Sie die Röhrchen für 10 min. Einsatz einer Pasteur pipette, um eine kleine Menge der Lösung 1 in eine Küvette zu übertragen, und platzieren Sie es im Spektralphotometer ruhen. Erwerben Sie ein Spektrum zu und dokumentieren Sie die λmax und seine Absorption. Wiederholen Sie diesen Vorgang für Lösungen 2 – 5, mit einem neuen Küvette für jeden Lauf.

Darstellen Sie die gemessene Extinktion gegen Konzentration von Eisen Thiocyanat für jede Lösung. Die Linie der beste Passform für die Daten zu bestimmen. Die Steigung dieser Linie ist der molaren Dämpfung-Koeffizient.

Nun, da die Daten für die standard-Lösungen erworben hat, bereiten Sie vier mittlere Reagenzgläser mit den angegebenen Bänden Lösungen wie in dem Text Protokoll dargestellt.

Jedes Rohr mit einem Finger zu decken und schütteln um zu mischen. Für mindestens 10 Minuten stehen lassen. Diese Ruhezeit kann die Lösungen zum chemischen Gleichgewicht zu erreichen.

Verwenden Sie einer Pasteurpipette, um eine kleine Menge der Lösung 6 auf eine Küvette zu übertragen, und platzieren Sie es im Spektralphotometer. Erwerben Sie ein Spektrum zu und notieren Sie den λmax-Wert und die Extinktion gemessen an den λmax. Wiederholen Sie diesen Vorgang für Lösungen 7 – 9.

Sobald alle Proben gemessen wurden, können die Molarity und Extinktion Daten für Lösungen 1 – 5 analysiert werden. Einem großen Überschuss von Thiocyanat wurde verwendet, um sicherzustellen, dass alle das Eisen die vereinfacht die Analyse reagierten.

Die Daten werden eine Eichkurve erstellen gezeichnet. Die Weglänge des Lichtes, l, ist in der Regel 1 cm und können aus den Berechnungen berücksichtigt werden. Die Steigung der geraden, die zu 7600 berechnet wurde, ist daher der Dämpfung-Koeffizient. Für Testlösungen 6 – 9 gibt dieser Wert und die Extinktion verwendet, um die Eisen-Thiocyanat-Konzentrationen im Gleichgewicht berechnen. Mit diesen Daten könnten dann der ICE Tisch genutzt werden.

Die anfänglichen Reaktionspartner Konzentrationen basieren auf den bekannten Molarities von Eisen und Thiocyanat hinzugefügt, um die Lösung und das Gesamtvolumen der Reaktion. Da das Produkt aus der 1:1 Reaktion von Eisen und Thiocyanat gebildet wird, gebildet die Gleichgewicht-Konzentration von jedem sinkt durch die Menge des Produktes. Die Gleichgewicht-Konzentration der einzelnen Arten ist nun bekannt. Diese Werte werden verwendet, um die Gleichgewichts-Konstante für jede Lösung zu berechnen. Die Werte sind etwa konstant über den Bereich der Konzentrationen untersucht.

Das Konzept der konstanten Gleichgewicht ist wichtig, den unterschiedlichsten wissenschaftlichen Bereichen. Die Gleichgewichts-Konstante kann verwendet werden, um nützliche Informationen über das Ausmaß, das eine Reaktion bilden, Produkte im Laufe der Zeit. In diesem Beispiel wurden zwei Reaktionen mit Kristallviolett beobachtet.

Die erste Lösung bestand aus Kristallviolett und Natriumhydroxid. Die Farbe wurde beobachtet, die schnelle Änderung von lila zu farblos. Diese Reaktion hat einen sehr großen K-Wert, darauf hinweist, dass die Produkte fast vollständig im Laufe der Zeit bilden.

Kristallviolett wurde dann mit Natriumacetat reagiert. Diese Lösung blieb lila auf unbestimmte Zeit. Diese Reaktion hat einen sehr niedrigen K-Wert, so dass es nicht nach vorne zu einem bedeutenden Grad fort.

Zu guter Letzt die Dissoziationskonstante – eine bestimmte Art von Gleichgewicht Konstante — kann verwendet werden, um Protein-Verhalten zu beschreiben. In diesem Beispiel wurden Änderungen in der Struktur der RNA in Magnesium Reaktion Puffern überwacht.

Gereinigte RNA wurde mit bekannten Konzentrationen von Magnesium in Lösung gemischt und erlaubt, Gleichgewicht zu erreichen. Dann wurde die entstehende RNA-Struktur dargestellt.

In diesem Fall verursacht höhere Konzentrationen von Magnesium reaktive Zentren auf RNA weniger geschützt werden, produzieren eine Kd, die Hälfte des Wertes war.

Sie habe nur Jupiters Einführung in photometrische Bestimmung der konstanten Gleichgewicht beobachtet. Sie sollten jetzt verstehen die Beziehung definiert durch das Bier-Lambert Gesetz, wie Konzentration von Absorption mit einem Spektralphotometer ermittelt und wie ein Gleichgewicht konstant mit Gleichgewichtskonzentrationen zu berechnen.

Danke fürs Zuschauen!

Read Article

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter