Isosbestischer Punkt

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Der isosbestische Punkt (von griech.: Iso = gleich u. griech.: sbesis = Auslöschung) beschreibt eine Wellenlänge, bei der sich in einem System wo eine Reaktion stattfindet die Absoprtion 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.

$A(\lambda)= \sum A_k(\lambda)$

Für verdünnte Lösungen lassen sich nach dem Lambert Beerschen Gesetzt 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:

$A(\lambda)= \sum \epsilon_k(\lambda) \cdot l \cdot c_k$

Findet nun eine Reaktion statt, so ändert 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 ist die Konzentrationen gebildeter Substanzen mit den Konzentrationen an reagierten Substanzen über die Stöchiometrie verknüpft und der Höhe der Konzentrationen unabhängig.

$\sum \nu_k \cdot \epsilon_k(\lambda_{iso}) = 0$

Zum Beispiel bei der Reaktion $A \rightarrow 2 B$ habe die Substanz A beim isosbestischen Punkt ein $ε A$ , die Substanz 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 $λ i s o$ sondern ganzer Bereich bei dem die Absorption gleich bleibt])