Изобестическая точка

Изобестическая точка в зеленом спектре бромкрезола . Приведены спектры растворов с основным, кислотным и промежуточным pH. Аналитическая концентрация красителя одинакова во всех растворах.

В спектроскопии , изосбестическое является специфической длиной волны, волновое число или частота , при которой общая оптической плотности образца не изменяется в процессе химической реакции или физическое изменения образца. Слово происходит от двух греческих слов: «iso», что означает «равный», и «sbestos», что означает «огнегасящий». ^[1]

Изобестический сюжет [ править ]

Когда изобестический график строится путем наложения спектров поглощения двух видов (либо с использованием молярной поглощающей способности для представления, либо с использованием поглощения и сохранения одинаковой молярной концентрации для обоих видов), изобестическая точка соответствует длине волны, на которой эти спектры пересекаются.

Пара веществ может иметь в своем спектре несколько изобестических точек.

Когда 1-к-1 (один моль из реагента дает один моль из продукта ) химической реакции ( в том числе равновесий ) включает в себя пару веществ с изобестической точкой, поглощение реакционной смеси при этой длине волны остается неизменным, независимо от степени реакции (или положение химического равновесия). Это происходит потому, что два вещества поглощают свет с определенной длиной волны в одинаковой степени, а аналитическая концентрация остается постоянной.

Для реакции:

${\ displaystyle X \ rightarrow Y}$

аналитическая концентрация одинакова в любой момент реакции:

${\ Displaystyle c_ {X} + c_ {Y} = c \,}$.

Оптическая плотность реакционной смеси (при условии, что она зависит только от X и Y) составляет:

${\ displaystyle A = l \ cdot (\ epsilon _ {X} c_ {X} + \ epsilon _ {Y} c_ {Y})}$.

Но в изобестической точке обе молярные поглощающие способности одинаковы:

${\ displaystyle \ epsilon _ {X} = \ epsilon _ {Y} = \ epsilon \,}$.

Следовательно, поглощение

${\ displaystyle A = l \ cdot (\ epsilon _ {X} c_ {X} + \ epsilon _ {Y} c_ {Y}) = l \ cdot \ epsilon \ cdot (c_ {X} + c_ {Y}) = l \ cdot \ epsilon \ cdot c}$

не зависит от степени реакции (т.е. от конкретных концентраций X и Y)

Требование для возникновения изобестической точки состоит в том, чтобы два вовлеченных вида линейно связаны стехиометрией, так что поглощение является инвариантным для одной конкретной длины волны. Таким образом, возможны другие отношения, чем один к одному. Наличие изобестической точки обычно указывает на то, что только два вида, различающиеся по концентрации, вносят вклад в поглощение вокруг изобестической точки. Если в процессе участвует третий, спектры обычно пересекаются на разных длинах волн при изменении концентраций, создавая впечатление, что изобестическая точка «не в фокусе» или что она будет сдвигаться при изменении условий. ^[2] Причина этого в том, что для трех соединений было бы очень маловероятно иметь коэффициенты экстинкции, случайно связанные линейной зависимостью для одной конкретной длины волны.

Приложения [ править ]

Изобестическая точка, используемая в оксиметрии.

После фотохимической циклоизомеризации комплекса Cd A / D-секокоррина с соответствующим безметалловым корриновым лигандом с помощью УФ / видимой спектроскопии

В химической кинетике изобестические точки используются в качестве контрольных точек при изучении скоростей реакции , поскольку поглощение на этих длинах волн остается постоянным на протяжении всей реакции. ^[1]

Изобестические точки используются в медицине в лабораторном методе, называемом оксиметрией, для определения концентрации гемоглобина , независимо от его насыщения. Оксигемоглобин и дезоксигемоглобин имеют (не только) изобестические точки при 586 нм и около 808 нм.

Изобестическая точка также используется в клинической химии , в качестве гарантии качества методы, чтобы проверить точность в длине волны в виде спектрофотометра . Это делается путем измерения спектров в виде стандартного вещества при двух различных рН условиях (выше и ниже рКа вещества). Используемые стандарты включают дихромат калия (изобестические точки при 339 и 445 нм), бромтимоловый синий (325 и 498 нм) и конго красный (541 нм). Длина волны определяемой изобестической точки не зависит от концентрации используемого вещества, и поэтому он становится очень надежным справочным материалом.

Изобестические точки также используются в органическом синтезе , как в показанном здесь примере, ключевой стадии в варианте A / D полного синтеза витамина B _12, проведенном A. Eschenmoser et al. ( ETH Zurich ): A / D - коррин -кольцо Закрытие сессии фотохимическое А / Д-секо-коррин коррин → cycloisomerization). ^[3] Изобестические точки подтверждают прямое превращение комплекса секокоррина в безметалловый лиганд коррина без промежуточных или побочных продуктов (в пределах обнаружения УФ / видимой спектроскопии ).

Ссылки [ править ]