Isosbestischer Punkt

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Der isosbestische Punkt (von griechisch iso "gleich" und sbesis "Auslöschung") beschreibt eine Wellenlänge, bei der sich in einem System, in dem eine Reaktion stattfindet, die Lichtabsorption im Verlauf der Reaktion nicht ändert. Der Begriff stammt somit aus dem Bereich der Absorptionsspektroskopie.

Die (Gesamt-)Absorption eines Systems bei einer bestimmten Wellenlänge A(λ_n) ist die Summe der Absorptionen der einzelnen Komponenten A_k(λ). Trifft ein Photon ein Teilchen, so ist es diesem egal, was sonst noch im System "rumschwimmt", es reagiert gleich mit ihm.

Für verdünnte Lösungen lassen sich nach dem Lambert-Beerschen Gesetz die Absorptionen der einzelnen Komponenten A_k(λ) aus dessen Konzentration c_k, einem wellenlängenabhängigen Absorptionskoeffizienten ε(λ) und der Weglänge des Lichts durch das homogene System l berechnen. Das führt zu:

Findet nun eine Reaktion statt, so ändert sich die Zusammensetzung der Komponenten im System. Verfolgt man mit einem Spektrometer den Reaktionsverlauf, so kann es vorkommen, dass sich bei bestimmten Wellenlängen die Absorption nicht ändert, obwohl die Reaktion stattfindet. Dies ist nur möglich, wenn die Menge an gebildeter Substanzen die gleiche Absorption bei der Wellenlänge aufweist wie die Menge an reagierten Substanzen. Bei einer Reaktion sind die Konzentrationen gebildeter Substanzen mit den Konzentrationen der reagierten Substanzen über die Stöchiometrie verknüpft.

Zum Beispiel bei der Reaktion habe die Substanz A beim isosbestischen Punkt ein ε_A, die Substanz B ein ε_B. Weil für jedes Teilchen A das verschwindet zwei Teilchen B entstehen, und sich die Absorption nicht ändern darf, muss ε_B halb so groß sein wie ε_A.

Wird zu verschiedenen Zeitpunkten ein Absorptionsspektrum aufgenommen, so schneiden sich alle Kurven bei der Wellenlänge des isosbestischen Punktes (siehe Grafik).

Die Existenz eines isosbestischen Punktes sagt etwas aus über

• das System (geschlossen oder offen)
• die Reaktion (treten Folgereaktionen auf, läuft die Reaktion stöchiometrisch ab, sind alle beteiligte Spezies bekannt, treten Zwischenprodukte in stationären Konzentrationen auf [kein λ_iso sondern ganzer Bereich bei dem die Absorption gleich bleibt])

Literatur

• E.Meister:Grundpraktikum Physikalische Chemie, vdf & UTB, 2006