Point isobestique

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Point isobestique pour des spectres de solutions acide, basique et intermédiaire de vert de bromocrésol. La concentration analytique de colorant est la même dans toutes les solutions

Un point isobestique se trouve à une longueur d'onde (λ) spécifique à laquelle deux (ou plus) espèces chimiques possèdent la même absorbance molaire (ε) en spectroscopie. Ce point représente une coordonnée (λ,ε) sur un diagramme isobestique pour laquelle le spectre d'absorption de deux espèces se croisent, cette dernière affirmation n'étant vérifiée que si les absorptions molaires sont représentées (au lieu des absorbances). En d'autres termes, le point isobestique est une longueur d'onde pour laquelle ces substances ont le même coefficient d'extinction.

Deux substances peuvent avoir plusieurs points isobestiques dans un même spectre.

Pour la réaction :

$X \rightarrow Y$

la concentration analytique est la même en tout point :

$c_X + c_Y = c \,$ .

L'absorbance du mélange réactionnel (considérée comme ne dépendant que de X et Y) est :

$A = l\cdot (\epsilon_{X} c_{X} + \epsilon_{Y} c_{Y} )$ .

Hors au point isobestique, les deux absorptivités molaires sont identiques :

$\epsilon_X = \epsilon_Y = \epsilon \,$ .

Par conséquent, l'absorbance

$A = l\cdot (\epsilon_{X} c_{X} + \epsilon_{Y} c_{Y} )=l\cdot\epsilon \cdot (c_{X} + c_{Y} )=l\cdot\epsilon\cdot c$

ne dépend pas de l'amplitude de la réaction (i.e. pour les concentrations particulières de X et Y).

[modifier] Applications

Utilisation du point isobestique en oxymétrie.

En cinétique chimique, les points isobestiques sont utilisés comme points de référence dans l'étude des taux de réaction, l'absorbance à ces longueurs d'ondes étant constante tout au long de la réaction. De même, si le mécanisme d'une réaction suivie spectroscopiquement est inconnu, l'observation d'un point isobestique prouve qu'il s'agit d'une réaction en une étape se traduisant par du composé de départ en un produit d'arrivée (ou un mélange de produit d'arrivée dans des proportions fixes).

Les points isobestiques sont utilisés en médecine dans une technique de laboratoire appelée oxymétrie afin de déterminer la concentration en hémoglobine, sans se soucier de sa saturation. L'oxyhémoglobine et la désoxyhémoglobine ont des points isobestiques à 590 et 805 nm.

Les points isobestiques sont aussi utilisés en biochimie clinique, comme méthode d'assurance qualité, afin de vérifier la précision sur un longueur d'onde d'une spectrophotomètre. Ceci est réalisé en mesurant le spectre d'une substance étalon pour deux conditions pH différentes (en-dessus et au-dessous du pKa du composé). Les substances utilisés comme standard comprennent le dichromate de potassium (points isobestiques à 339 et 445 nm), le bleu de bromothymol (325 et 498 nm) et le rouge congo (541 nm). La longueur d'onde déterminée pour un point isobestique ne dépend pas de la concentration du composé utilisé et, en tant que tel, il devient ainsi une référence très fiable