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Kinetische Analyse am Beispiel der Hydrolyse von pNPA

Spektroskopische Eigenschaften

Reaktionsspektrum

Die Hydrolyse von pNPA wird zur Bestimmung der Konzentrationsänderung photometrisch verfolgt. Zu verschiedenen Reaktionszeiten t werden die Einzelspektren der Reaktionslösung registriert. Das Ensemble aller Spektren wird als Reaktionsspektrum bezeichnet.

Ester und Phenol unterscheiden sich in ihren spektroskopischen Eigenschaften. Während in Abhängigkeit von den pH-Werten der Pufferlösungen die Startspektren des pNPA gleich sind, erhält man jedoch unterschiedliche Endspektren. Der Unterschied liegt ausschließlich an den pH-Werten der Pufferlösungen.

Dissoziation

p-Nitrophenol ist eine schwache Säure, die dissoziieren kann:

Abb.1

Dabei zeigen Säure und Anion unterschiedliche Farben (Indikator). Der pKa-Wert liegt bei 7,1. Bei der pNPA-Hydrolyse mit Puffern oberhalb pH 7,1 wird also bevorzugt das Anion, unterhalb pH 7,1 bevorzugt das Phenol entstehen.

Spektren

Isosbest

Aus den Reaktionsspektren der pNPA-Hydrolyse ist ersichtlich, dass sich die Spektren mehrmals in scharfen Punkten schneiden. In einem solchen isosbestischen Punkt sind die Extinktionskoeffizienten aller absorbierender Substanzen gleich groß.

Bei der Hydrolyse von pNPA gilt also: ε λ A = ε λ C Wasser und Essigsäure zeigen im gemessenen Spektralbereich keine Absorption.

Wenn sich die Spektren in mehreren solchen Punkten schneiden, dann ist die Reaktion mit großer Wahrscheinlichkeit einstufig ("einheitlich"). Ist die Reaktion dagegen komplizierter, so erhält man unscharfe Schnittbereiche der Spektren.

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