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Kinetische Analyse am Beispiel einer Photofolgereaktion

Begriffe aus der kinetischen Analyse/Photokinetik

Isobestischer Punkt

Man spricht von einem isobestischem Punkt, wenn bei einer Wellenlänge die Extinktion während des ganzen Reaktionsverlaufs gleich groß ist, d.h. wenn sich alle Kurven im Reaktionsspektrum in diesem Punkt schneiden. Zu allen Zeiten gilt: Δ E λ ( t ) = 0

Ein isobestischer Punkt kann nur dann auftreten, wenn aus dem Ausgangsstoff entweder nur ein Endprodukt entsteht oder wenn bei mehreren Endprodukten deren Konzentrationen in einem festen Verhältnis zueinander stehen.

Partielle Quantenausbeute

Die partielle Quantenausbeute dient zur Beschreibung komplizierter Photoreaktionen. Das sind Reaktionen, bei denen mehr als ein Reaktand durch Lichtabsorption eine photochemische Reaktion einleiten kann und/oder bei denen Dunkelreaktionen nicht so schnell ablaufen, dass man die Zwischenprodukte vernachlässigen kann. Bei diesen Reaktionen wird jeder Phototeilreaktion eine partielle Quantenausbeute zugeordnet, die sich nur auf den Stoff bezieht, der durch Absorption diesen Teilschritt einleitet.

Bolometer

Mit einem Bolometer kann die Intensität einer Lampe physikalisch bestimmt werden. Dazu wird die Temperaturabhängigkeit eines elektrischen Widerstandes ausgenutzt.

Parker-Aktinometer

Hier wird eine Lösung von Ammoniumeisen(III)oxalat bestrahlt. Dadurch wird das Oxalat zu Kohlendioxid und Fe(III) zu Fe(II) reduziert. Die Menge an Fe(II) wird mit 1,10-Phenanthrolin komplexiert, anschließend wird die Konzentration photometrisch bestimmt.

Azobenzen-Aktinometer

Dieses Aktinometer beruht auf einer reversiblen photochemischen Isomerisierung. Das stabilere trans-Azobenzen geht beim Bestrahlen mit UV-Licht in einer Reaktion in die labilere cis-Form über. Die Änderung der Konzentration des orangeroten trans-Azobenzens wird dann photometrisch bestimmt.

Photodioden

Über Photodioden wird ebenfalls die Intensität einer Lampe physikalisch bestimmt. Man unterscheidet Vakuum- und Halbleiter-Photodioden. Bei der Vakuumphotodiode werden aus der Kathode durch auftreffende Photonen Elektronen freigesetzt. Diese werden von der positiven Anode angezogen und erzeugen so einen Anodenstrom, der zur Lichtintensität proportional ist. Die Halbleiterphotodiode besteht aus zwei Schichten eines Halbleitermaterials. Eine dieser Schichten ist für positive, die andere für negative Ladungen leitend. Die beiden Schichten werden in Sperrrichtung gepolt. Bei Lichteinstrahlung entstehen weitere Elektronen und Löcher, die von der Sperrspannung aufgesaugt werden und einen Photostrom (proportional zur Intensität) erzeugen.

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