- Što je molarna apsorptivnost?
- Jedinice
- Kako to izračunati?
- Izravno čišćenje
- Grafička metoda
- Riješene vježbe
- Vježba 1
- Vježba 2
- Reference
Molarni apsorpcija je kemijsko svojstvo koje pokazuje koliko svjetla može apsorbirati vrsta u otopini. Ovaj je koncept vrlo važan u spektroskopskoj analizi apsorpcije fotonskog zračenja s energijama u ultraljubičastom i vidljivom rasponu (Uv-vis).
Kako se svjetlost sastoji od fotona s vlastitim energijama (ili valnim duljinama), ovisno o analiziranim vrstama ili mješavinama, jedan se foton može apsorbirati u većem stupnju od drugog; to jest, svjetlost se apsorbira na određene valne duljine karakteristične za tvar.
Izvor: Dr. Console, iz Wikimedia Commons
Stoga je vrijednost molarne apsorpcije izravno proporcionalna stupnju apsorpcije svjetlosti pri određenoj valnoj duljini. Ako vrsta apsorbira malo crvene svjetlosti, njena vrijednost apsorpcije bit će niska; dok ako postoji naglašena apsorpcija crvenog svjetla, apsorptivnost će imati visoku vrijednost.
Vrsta koja apsorbira crvenu svjetlost odrazit će zelenu boju. Ako je zelena boja vrlo intenzivna i tamna, znači da postoji snažna apsorpcija crvenog svjetla.
Međutim, neke nijanse zelene mogu biti posljedice refleksija različitih raspona žute i plave boje, koji se miješaju i doživljavaju kao tirkizno, smaragdno, stakleno itd.
Što je molarna apsorptivnost?
Molarna apsorptivnost je poznata i sljedećim oznakama: specifično izumiranje, koeficijent molarnog prigušenja, specifična apsorpcija ili Bunsenov koeficijent; Čak je i imenovan na druge načine, zbog čega je izazvao zbrku.
Ali što je točno molarna apsorptivnost? To je konstanta koja je definirana u matematičkom izrazu zakona Lamber-Beer i ona jednostavno ukazuje koliko kemijska vrsta ili smjesa apsorbiraju svjetlost. Takva jednadžba je:
A = εbc
Gdje je A apsorbancija otopine pri odabranoj valnoj duljini λ; b je duljina stanice u kojoj se nalazi uzorak koji se analizira i, prema tome, je udaljenost koju svjetlost pređe unutar otopine; c je koncentracija upijajućih vrsta; i ε, molarna apsorptivnost.
S obzirom na λ, izraženo u nanometarima, vrijednost ε ostaje konstantna; ali pri promjeni vrijednosti λ, to jest pri mjerenju apsorpcija sa svjetlima drugih energija, ε se mijenja, dostižući ili minimalnu ili maksimalnu vrijednost.
Ako je poznata njegova maksimalna vrijednost, ε max, λ max se određuje u isto vrijeme; to jest, svjetlost koja vrsta najviše apsorbira:
Izvor: Gabriel Bolívar
Jedinice
Koje su jedinice ε? Da biste ih pronašli, mora biti poznato da su apsorbancije bezdimenzijske vrijednosti; i stoga se množenje jedinica b i c mora poništiti.
Koncentracija apsorbirajuće vrste može se izraziti u g / L ili mol / L, a b se obično izražava u cm ili m (jer je duljina stanice kroz koju prolazi svjetlosni snop). Molarnost je jednaka molu / L, pa se c izražava i kao M.
Tako množenjem jedinica b i c dobivamo: M ∙ cm. Koje jedinice tada moraju činiti da bi vrijednost A bila bez dimenzija? Oni koji množe M ∙ cm daju vrijednost 1 (M ∙ cm x U = 1). Rješavajući za U, jednostavno dobivamo M -1 ∙ cm -1, što se može napisati i kao: L ∙ mol -1 ∙ cm -1.
U stvari, uporaba jedinica M -1 ∙ cm -1 ili L ∙ mol -1 ∙ cm -1 ubrzava izračune za određivanje molarne apsorptivnosti. Međutim, obično se izražava i u m 2 / mol ili cm 2 / mol.
Kada su izraženi u ovim jedinicama, neki faktori pretvorbe moraju se upotrijebiti za izmjenu jedinica b i c.
Kako to izračunati?
Izravno čišćenje
Molarna apsorptivnost se može izračunati izravno rješavajući je u gornjoj jednadžbi:
ε = A / bc
Ako su poznate koncentracija vrsta koje apsorbiraju, duljina stanica i apsorbancija dobivena valnom duljinom, ε se može izračunati. Međutim, ovaj način izračuna vraća netočnu i nepouzdanu vrijednost.
Grafička metoda
Ako pažljivo pogledate jednadžbu zakona Lambert-Beer, primijetit ćete da izgleda kao jednadžba pravca (Y = aX + b). To znači da ako su vrijednosti A prikazane na osi Y, a vrijednosti c na osi X, mora se dobiti ravna linija koja prolazi kroz ishodište (0,0). Dakle, A bi postao Y, X bi bio c, i bio bi jednak εb.
Prema tome, nakon što je linija uhvaćena, dovoljno je uzeti bilo koje dvije točke da odredimo nagib, tj. A. Kad se to učini, a duljina ćelije, b je poznata, lako je riješiti za vrijednost ε.
Za razliku od izravnog kliringa, crtanje A vs c omogućava da se uspoređuju mjerenja apsorbancije i smanjuje eksperimentalna pogreška; a također, beskonačne linije mogu prolaziti kroz jednu točku, pa izravno udaljenost nije praktično.
Isto tako, eksperimentalne pogreške mogu prouzrokovati da linija ne prođe kroz dvije, tri ili više točaka, tako da se linija dobivena nakon primjene metode najmanje kvadrata zapravo koristi (funkcija koja je već ugrađena u kalkulatore). Sve to pretpostavlja visoku linearnost, a samim tim i poštivanje zakona Lamber-Beer.
Riješene vježbe
Vježba 1
Poznato je da otopina organskog spoja koncentracije 0,008739 M ima apsorbanciju 0,6346, izmjerenu na λ = 500 nm i dužinu stanice 0,5 cm. Izračunajte molarnu apsorptivnost kompleksa na toj valnoj duljini.
Iz tih podataka ε se može riješiti izravno:
ε = 0,6346 / (0,5 cm) (0,008739M)
145,23 M -1 ∙ cm -1
Vježba 2
Sljedeće apsorpcije mjere se u različitim koncentracijama metalnog kompleksa na valnoj duljini od 460 nm i s ćelijom dužine 1 cm:
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
Izračunajte molarnu apsorptivnost kompleksa.
Ukupno ima pet točaka. Za izračunavanje ε potrebno ih je grafički prikazati postavljanjem vrijednosti A na os Y i koncentracija c na os X. Nakon što je to učinjeno, određuje se linija najmanjih kvadrata i njegovom jednadžbom možemo odrediti ε.
U ovom slučaju, nakon crtanja točaka i crtanja crte s koeficijentom određivanja R 2 od 0,9905, nagib je jednak 7 ∙ 10 -4; to jest εb = 7 ∙ 10 -4. Stoga će s b = 1cm ε biti 1428,57 M -1.cm -1 (1/7 ∙ 10 -4).
Reference
- Wikipedia. (2018.). Koeficijent molarnog prigušenja. Oporavilo sa: en.wikipedia.org
- Znanstveni struk. (2018.). Molarna apsorptivnost. Oporavilo od: sciencestruck.com
- Kolorimetrijska analiza: (Beer-ov zakon ili Spektrofotometrijska analiza). Oporavak od: chem.ucla.edu
- Kerner N. (drugi). Eksperiment II - Boja otopine, apsorpcija i Pivski zakon. Oporavak od: umich.edu
- Day, R., i Underwood, A. Kvantitativna analitička kemija (5. izd.). Dvorana PEARSON Prentice, p-472.
- Gonzáles M. (17. studenog 2010.). Apsorptivnost Oporavak od: quimica.laguia2000.com