Πώς επηρεάζει το ρΗ το φάσμα απορρόφησης;

Το ρΗ μπορεί να έχει σημαντικό αντίκτυπο στο φάσμα απορρόφησης ενός μορίου, ιδιαίτερα για τα μόρια που μπορούν να υπάρχουν σε διαφορετικές καταστάσεις ιονισμού. Εδώ είναι:

1. Πρωτονίωση και αποπροστονία:

* όξινες συνθήκες (χαμηλό pH): Τα μόρια με όξινες ομάδες (όπως τα καρβοξυλικά οξέα) θα πρωτονιωθούν, πράγμα που σημαίνει ότι θα κερδίσουν ένα ιόν υδρογόνου (Η+). Αυτό μπορεί να μεταβάλει την κατανομή των ηλεκτρονίων μέσα στο μόριο, επηρεάζοντας τα επίπεδα ενέργειας που εμπλέκονται σε ηλεκτρονικές μεταβάσεις και επομένως αλλαγή του φάσματος απορρόφησης.

* Βασικές συνθήκες (υψηλό pH): Τα μόρια με βασικές ομάδες (όπως οι αμίνες) θα αποπρωτονονται, πράγμα που σημαίνει ότι θα χάσουν ένα ιόν υδρογόνου (Η+). Παρόμοια με την πρωτονίωση, αυτή η μεταβολή της λειτουργίας μπορεί επίσης να επηρεάσει την κατανομή των ηλεκτρονίων και να τροποποιήσει το φάσμα απορρόφησης.

2. Αλλαγή στη μοριακή δομή:

Το κέρδος ή η απώλεια ενός πρωτονίου μπορεί μερικές φορές να προκαλέσει μια μεταβολή διαμόρφωσης στο μόριο. Αυτή η αλλαγή στη δομή μπορεί επίσης να οδηγήσει σε διαφορές στο φάσμα απορρόφησης.

3. Σχηματισμός νέων χημικών ειδών:

Σε ορισμένες περιπτώσεις, η μεταβολή του ρΗ μπορεί να οδηγήσει στο σχηματισμό εντελώς νέων χημικών ειδών. Για παράδειγμα, μια βαφή δείκτη μπορεί να υπάρχει σε δύο διαφορετικές μορφές, το καθένα με ξεχωριστό φάσμα απορρόφησης. Αυτή η αλλαγή στα είδη επηρεάζει άμεσα το φάσμα απορρόφησης.

Παραδείγματα:

* Δείκτες: Δείκτες όπως το χρώμα της φαινολοφθαλεΐνης (και επομένως απορρόφηση) σε απόκριση των αλλαγών του ρΗ. Οι πρωτονιωμένες και αποπρωτονιωμένες μορφές του δείκτη έχουν διαφορετικά φάσματα απορρόφησης.

* πρωτεΐνες: Οι πρωτεΐνες περιέχουν αμινοξέα με όξινες και βασικές πλευρικές αλυσίδες. Η κατάσταση πρωτονίωσης τους μπορεί να επηρεάσει την απορρόφηση του υπεριώδους φωτός, ιδιαίτερα γύρω από την περιοχή των 280 nm.

* ένζυμα: Η δραστικότητα ορισμένων ενζύμων μπορεί να εξαρτάται από το ρΗ, η οποία μπορεί να σχετίζεται με αλλαγές στη διαμόρφωση του ενζύμου ή στην κατάσταση πρωτονίωσης της ενεργού θέσης του.

Βασικά σημεία:

* Η επίδραση του ρΗ στο φάσμα απορρόφησης είναι ιδιαίτερα ειδική για το μόριο.

* Η μεταβολή του φάσματος απορρόφησης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό του ΡΚΑ ενός μορίου (το ρΗ στο οποίο το μόριο είναι 50% πρωτονιωμένο και 50% αποπρωτονισμένο).

* Οι επιδράσεις του ρΗ χρησιμοποιούνται συχνά σε φασματοφωτομετρική ανάλυση, επιτρέποντας την ποσοτική μέτρηση των ουσιών ή την παρακολούθηση των αντιδράσεων.

Για να κατανοήσουμε τις συγκεκριμένες επιδράσεις του ρΗ στο φάσμα απορρόφησης ενός μορίου, πρέπει να εξετάσουμε τη χημική του δομή, τις λειτουργικές ομάδες και τις πιθανές καταστάσεις ιονισμού.