Zeitabhängige Messungen - Homepage WEE-Solve GmbH

Zeitabhängige Messungen der Absorption ermöglicht die Verfolgung der Reaktionskinetik, welche die Änderung der Absorption verursacht. Die UV/Vis-Spektroskopie ist eine kontinuierliche Messmethode, d.h. die Reaktion kann ohne Unterbrechung durch Konzentrationsmessungen direkt im Reaktionsgefäß (hier: Küvette) durchgeführt werden. Die gemessene Absorption wird demnach mit der Konzentration der absorbierenden Substanz gleichgesetzt. Durch die Auftragung der Absorption als Funktion der Zeit kann die Reaktionsordnung und die Reaktionsgeschwindigkeitskonstante durch Anpassung des Reaktionsgeschwindigkeitsgesetzes an die experimentellen Werte ermittelt werden.

Bei einer einfachen Reaktion, d.h. ohne Zwischenschritte oder Nebenprodukte der Komponente A, B und C zum Produkt D kann man folgende Reaktionsgleichung aufstellen. Dabei sind die Vorfaktor n die stöchiometrischen Koeffizienten der jeweiligen Komponenten.

Es ergibt sich daraus das Geschwindigkeitsgesetz für die zeitliche Abnahme der Komponente A. Dabei ist k die Reaktionsgeschwindigkeitskonstante, die von Umgebungsparametern (z.B. Temperatur, Druck, Katalysatoreinflüsse etc.) abhängig ist.

Die Summe der Exponenten n wird als die "Ordnung der Reaktion" bezeichnet. Um den tatsächlichen Verlauf der Reaktion berechnen zu können, muss die Differentialgleichung gelöst werden. Trägt man nun den zeitlichen Ablauf der Konzentration auf, kann man beobachten, dass dieser für identische Geschwindigkeitskonstanten k mit steigender Reaktionsordnung flacher wird.

Zeitliche Abnahme der Konzentration für unterschiedliche Reaktionsordnungen bei identischer Geschwindigkeitskonstante k

Je nachdem, ob das absorbierende Substrat ein Reaktant oder ein Produkt der zu beobachtenden Reaktion ist, sieht man bei der zeitabhängigen Absorptionsmessung eine Abnahme oder eine Zunahme der Intensität.

Zeitabhängige Absorption des Reaktanten

Zeitabhängige Absorption des Produkts