Измерение скорости индикаторных реакций

После выбора индикаторной реакции следует избрать сам метод определения концентрации данного вещества Самый простой способ, казалось бы, должен заключаться в прямом и непосредственном измерении скорости химической реакции, в применении какого-то своеобразного "химического спидометра" - ведь именно по величине скорости можно судить о концентрации данного вещества в растворе. Однако найти такой химический спидометр нелегко. Известны, пожалуй, только две возможности прямого измерения скорости химической реакции.

Первая возможность открывается в том случае, если реакция сопровождается свечением, т. е. если это так называемая Хемилюминесцентная реакция. При протекании такой реакции каждый акт превращения данного вещества в другое сопровождается выделением кванта света. Поток квантов света - свечение - тем интенсивнее, чем интенсивнее идет реакция. Измерение интенсивности свечения в данном случае равносильно измерению скорости реакции, так как число выделившихся квантов света за единицу времени кратное числу прореагировавших молекул.

В качестве примера такой реакции можно привести окисление люминола перекисью водорода. Люминал (гидразид оаминофталевой кислоты) окисляется перекисью водорода в щелочном растворе в присутствии микроконцентрации меди или кобальта (0,1 нг/мл меди или 1 нг/мл кобальта). Реакция, сопровождающаяся свечением, проводится в пробирке, обернутой фотобумагой; интенсивность свечения можно определить по потемнению фотобумаги за определенное время или другими способами. Во всех случаях интенсивность свечения определяет скорость хемилюминесцентной реакции.

Скорость химической реакции пропорциональна изменению светопоглощения окрашенного вещества в единицу времени, т. е. отношению разности светопоглощения (AD) в начале и конце определенного интервала времени (At) к этому интервалу:

Светопоглощение В₀ В, iB В, 1 Г \

Врш. t₀ it Л . tz iB=Bz В,

Если начать реакцию в одном сосуде в момент времени, например, а во втором сосуде несколько позже, например через промежуток времени At, то второй раствор будет всегда несколько "отставать" по глубине протекания реакции от первого и светопоглощение этих двух растворов будет различным (рис. 9). Разность оптических плотностей составит величину AD. Если интервал времени At всегда одинаков, величина AD характеризует скорость реакции в данный момент времени. Эту величину можно прочесть на шкале прибора непосредственно, если поместить первый и второй сосуды в прибор для измерения светопоглощения.

Скорость реакции, а значит и величина AD, в большинстве случаев пропорциональна концентрации определяемого вещества. Следовательно, шкала прибора показывает величину, пропорциональную концентрации определяемого элемента. Тем не менее в большинстве случаев проделывают более сложные построения и расчеты при определении концентрации веществ кинетическим методом.

Другие типы каталитических реакций
Направленный поиск новых каталитических реакций и новых катализаторов.
Элементы с окислительными и восстановительными свойствами
Измерение скорости индикаторных реакций
Дифференциальный вариант кинетических методов анализа
Постоянство скорости реакции
Определение молибдата