13.2:
قياس معدّلات التفاعل
13.2:
قياس معدّلات التفاعل
يكتشف مقياس الاستقطاب تطبيقًا في الحركية الكيميائية لقياس تركيز وحركية تفاعل المواد النشطة بصريًا أثناء تفاعل كيميائي. تتمتع المواد الفعالة بصريًا بالقدرة على تدوير مستوى استقطاب الضوء المستقطب خطيًا الذي يمر عبرها — ميزة يُدعى الدوران البصري. يُعزى النشاط البصري إلى التركيب الجزيئي للمواد. يكون الضوء العادي أحادي اللون غير مستقطب ويمتلك اهتزازات في المجال الكهربائي في جميع المستويات الممكنة المتعامدة مع اتجاه انتشاره. وعندما يمر ضوء غير مستقطب عبر مستقطب ، ينبثق ضوء مستقطب يحافظ على التذبذبات في مستوى واحد.
تحدد أداة مقياس الاستقطاب اتجاه استقطاب الضوء أو الدوران الناتج عن مادة نشطة بصريًا. في مقياس الاستقطاب ، يتم إدخال الضوء المستقطب إلى أنبوب يحتوي على محلول التفاعل ، ويمكن متابعة التفاعل دون الإخلال بالنظام. إذا كانت العينة تحتوي على مواد بصرية غير نشطة ، فلن يكون هناك تغيير في اتجاه مستوى الضوء المستقطب. سيكون الضوء مرئيًا بنفس الشدة على شاشة المحلل ، وستقرأ زاوية قراءة الدوران (ɑ) درجة صفر.
ومع ذلك، فإن وجود مركبات نشطة بصريًا في عينة التفاعل يتسبب في دوران مستوى الضوء المستقطب المار. سيكون الضوء الخارج أقل سطوعًا. يجب تدوير محور جهاز المحلل في اتجاه عقارب الساعة (دكسترروتوري) أو عكس اتجاه عقارب الساعة (ليفوروتوري) لمراقبة الحد الأقصى من السطوع. يعتمد الاتجاه الذي يجب أن يدور فيه المحلل على طبيعة المركب الموجود. يتناسب الدوران البصري المقاس مع تركيز المواد الفعالة بصريًا الموجودة في العينة. من خلال تحليل قياسات زاوية الدوران في نقاط زمنية مختلفة ، يمكن تحديد تركيزات المركبات النشطة بصريًا كدالة زمنية.
قياس الطيف
كثيرًا ما يتم استخدام التقنيات التجريبية البصرية مثل قياس الطيف لمراقبة التفاعلات الكيميائية وتأمين المعلومات الكمية عن حركية التفاعل. باستخدام مقياس الطيف، يتم جعل ضوء الطول الموجي المحدد يمر عبر عينة متفاعلة. قد تمتص الجزيئات أو المركبات (سواء كانت مادة متفاعلة أو منتج) داخل العينة بعض الضوء أثناء نقل الكمية المتبقية ، والتي يتم قياسها بواسطة كاشف. تعتمد كمية الضوء الممتص على تركيز المركب أو الجزيء محل الاهتمام. على سبيل المثال ، كلما زاد تركيز المركب، زادت امتصاصه. من الامتصاصية، ستكون الأداة قادرة على تحديد تركيز المركب محل الاهتمام. في عينة متفاعلة ، يحسب الامتصاص الذي يتم قياسه على فترات دورية تركيزات المادة المتفاعلة أو المنتج كدالة زمنية.
قياسات الضغط
بالنسبة للتفاعلات التي تشتمل على مواد ذات طور غازي ، فإن حركية التفاعل متبوعة بقياس التغيرات في عدد مولات الغازات كدالة للتغيرات في الضغط. يمكن توصيل الإعدادات التجريبية لتفاعل الطور الغازي بمقياس ضغط يمكنه قياس ضغط مادة مفاعلة غازية أو منتج. مع تقدم التفاعل ، ينخفض ضغط المواد المتفاعلة ، و (أو) المنتجات' يزيد الضغط. يمكن قياس ذلك بواسطة مقياس الضغط كدالة للوقت. من خلال تطبيق قانون— الغاز المثالي يتناسب تركيز الغاز مع ضغطه— الجزئي يمكن حساب معدل التفاعل الكيميائي.