MOLAR ABSZORPCIÓS KÉPESSÉG: A KISZÁMÍTÁSÁNAK MÓDJA ÉS A MEGOLDOTT GYAKORLATOK - KÉMIA - 2026

A moláris abszorpciós képesség egy kémiai tulajdonság, amely jelzi, hogy mennyi fény képes abszorbeálni egy fajt az oldatban. Ez a koncepció nagyon fontos a foton sugárzás abszorpciós spektroszkópos elemzésében az ultraibolya és látható tartományban (UV-vis) elterjedő energiákkal.

Mivel a fény fotonokból áll, saját energiájával (vagy hullámhosszával), az elemzett fajtától vagy keverékétől függően, az egyik foton jobban elnyelődik, mint egy másik; vagyis a fényt az anyag jellemző hullámhosszaival elnyelik.

Forrás: Dr. Console, a Wikimedia Commonsból

Így a moláris abszorpciós képesség közvetlenül arányos a fény abszorpciójával egy adott hullámhosszon. Ha a faj kevés vörös fényt vesz fel, akkor annak abszorpciós értéke alacsony; míg a vörös fény kifejezett abszorpciója esetén az abszorpciós képesség nagy lesz.

A vörös fényt elnyelő faj zöld színű lesz. Ha a zöld szín nagyon intenzív és sötét, ez azt jelenti, hogy a vörös fény erősen elnyel.

Néhány zöld árnyalatot azonban a sárgák és a kék szín különböző tartományai tükröződhetnek, amelyek keverednek és türkiz, smaragd, üveg stb.

Mi a moláris abszorpciós képesség?

A moláris abszorpciós képesség a következő megnevezésekkel is ismert: fajlagos kioltás, moláris csillapítási együttható, fajlagos abszorpció vagy Bunsen-együttható; Még más módon is megneveztek, ezért zavart okozott.

De mi pontosan a moláris abszorpciós képesség? Ez egy állandó, amelyet a Lamber-Beer-törvény matematikai kifejezése határoz meg, és egyszerűen csak azt jelzi, hogy a kémiai fajok vagy keverékek mennyire szívják fel a fényt. Ilyen egyenlet:

A = εbc

Ahol A az oldat abszorbanciája egy kiválasztott λ hullámhosszon; b annak a cellának a hossza, amelyben az analizálandó mintát tartalmazza, és ezért a távolság, amelyet a fény áthalad az oldatban; c az abszorbens fajok koncentrációja; és ε, a moláris abszorpciós képesség.

Adva λ nanométerben kifejezve, az ε értéke állandó; de λ értékének megváltoztatásakor, vagyis az abszorbancia mérésekor más energiák fényével, ε megváltozik, elérve a minimális vagy a maximális értéket.

Ha a maximális értékét, ε _max, ismert, λ _max határozzuk egyidejűleg; vagyis azt a fényt, amelyet a faj abszorbeál legjobban:

Forrás: Gabriel Bolívar

egységek

Melyek az ε egységei? Ezek megtalálásához tudnia kell, hogy az abszorpciók dimenzió nélküli értékek; ezért b és c egységek szorzását meg kell szüntetni.

Az abszorbeáló fajok koncentrációja kifejezhető g / L-ben vagy mol / L-ben, és b-et általában cm-ben vagy m-ben fejezzük ki (mivel a cella hossza halad át a fénysugáron). A molaritás mol / L-vel egyenlő, tehát c-t M-ben is kifejezzük.

Így, szorozva b és c egységeit, akkor kapjuk: M ∙ cm. Milyen egységeknek kell ε-nek lennie ahhoz, hogy az A dimenziója megváltozzon? Azok, amelyek megszorozzák az M ∙ cm-t, 1 értéket adnak (M ∙ cm x U = 1). Az U megoldásánál egyszerűen M ^-1 ∙ cm ^{-1-t kapunk}, amelyet szintén így írhatunk: L ∙ mol ^-1 ∙ cm ^-1.

Valójában az M ^-1 ∙ cm ^-1 vagy L ∙ mol ^-1 ∙ cm ^-1 egységek felgyorsítják a számításokat a moláris abszorpciós képesség meghatározásához. Ezt általában m ² / mol vagy cm ² / mol egységben is kifejezik.

Ezekben az egységekben kifejezve, bizonyos átváltási tényezőket kell használni b és c egységek módosításához.

Hogyan lehet kiszámítani?

Közvetlen elszámolás

A moláris abszorpciós képesség közvetlenül kiszámítható, ha azt a fenti egyenlettel oldjuk meg:

ε = A / bc

Kiszámolható az ε érték, ha ismertek az abszorbeáló fajok koncentrációja, a cella hossza és a hullámhosszon nyert abszorbancia. A kiszámítás ilyen módon azonban pontatlan és megbízhatatlan értéket ad vissza.

Grafikon módszer

Ha közelebbről megvizsgálja a Lambert-Beer törvény egyenletét, észreveszi, hogy ez úgy néz ki, mint egy egyenes egyenlete (Y = aX + b). Ez azt jelenti, hogy ha A értékét az Y tengelyen, a c értékeit az X tengelyen ábrázolják, akkor egy egyenest kell elérni, amely áthalad az eredeti ponton (0,0). Így A Y-ként válik, X c-ként és egyenlő εb-vel.

Ezért, ha a vonalat ábrázolja, elegendő bármilyen két pontot megtenni a lejtő meghatározásához, azaz a. Ha ez megtörtént, és a c cella hossza ismert, az ε értékét könnyen meg lehet oldani.

A közvetlen távolságtól eltérően az A vs c ábrázolása lehetővé teszi az abszorbancia mérések átlagolását és csökkenti a kísérleti hibát; és a végtelen vonalak áthaladhatnak egyetlen ponton, tehát a közvetlen távolság nem praktikus.

Hasonlóképpen, a kísérleti hibák azt eredményezhetik, hogy a vonal nem halad át két, három vagy több ponton, így a valóságban a legkisebb négyzetek módszerének alkalmazásával kapott vonalat kell használni (egy olyan funkció, amely már be van építve a számológépekbe). Mindez nagy linearitást feltételez, és ezért megfelel a Lamber-Beer törvénynek.

Megoldott gyakorlatok

1. Feladat

Ismeretes, hogy egy 0,008739 M koncentrációjú szerves vegyület oldata 0,6346 abszorbanciát mutat, λ = 500 nm-en mérve, és a sejt hossza 0,5 cm. Számítsa ki a komplex moláris abszorpciós képességét ezen a hullámhosszon.

Ezen adatok alapján az ε közvetlenül megoldható:

ε = 0.6346 / (0.5cm) (0.008739M)

145,23 M- ¹ cm- ¹

2. gyakorlat

A következő abszorpciókat mérik egy fémkomplexum különböző koncentrációiban, 460 nm hullámhosszon és 1 cm hosszú cellával:

A: 0,03010 0,1033 0,1584 0,3961 0,8093

c: 1,8 ∙ ^10–5 6 ∙ ^10–5 9,2 ∙ ^10–5 2,3 ∙ ^10–4 5,6 ∙ ^10–4

Számítsa ki a komplex moláris abszorpciós képességét.

Összesen öt pont van. Az ε kiszámításához grafikonokat kell ábrázolni úgy, hogy az A értéket az Y tengelyen helyezzük el, és a c koncentrációkat az X tengelyen. Ha ez megtörtént, meghatározzuk a legkisebb négyzetek vonalát, és egyenletével meghatározhatjuk az ε értékét.

Ebben az esetben a pontok ábrázolása és a vonal húzása után 0,9905 R ² meghatározási együtthatóval a meredekség 7 ∙ 10 ^-4; vagyis εb = 7 ∙ 10 ^-4. Ezért, ha b = 1cm, ε 1428,57 M ^-1.cm ^-1 (1/7 ∙ 10 ^-4).

Irodalom

1. Wikipedia. (2018). Moláris csillapítási együttható. Helyreállítva: en.wikipedia.org
2. Science Struck. (2018). Moláris abszorpciós képesség. Helyreállítva: sciencestruck.com
3. Kolorimetrikus elemzés: (Beer törvény vagy spektrofotometriás elemzés). Helyreállítva: chem.ucla.edu
4. Kerner N. (második). II. Kísérlet - Az oldat színe, abszorbanciája és a sör törvénye. Helyreállítva: umich.edu
5. Day, R., és Underwood, A. Kvantitatív analitikai kémia (5. kiadás). PEARSON Prentice Hall, 472. o.
6. Gonzáles M. (2010. november 17.). abszorbancia Helyreállítva: quimica.laguia2000.com