MOLAR ABSORPSJON: HVORDAN DU BEREGNER DET OG LØSTE ØVELSER - KJEMI - 2025

Den molære absorpsjon er en kjemisk egenskap som indikerer hvor mye lys som kan absorbere en art i oppløsning. Dette konseptet er veldig viktig innenfor den spektroskopiske analysen av absorpsjon av fotonstråling med energier i det ultrafiolette og synlige området (Uv-vis).

Ettersom lys er sammensatt av fotoner med egne energier (eller bølgelengder), avhengig av arten eller blandingen som er analysert, kan ett foton tas opp i større grad enn en annen; det vil si at lys tas opp i visse bølgelengder som er karakteristiske for stoffet.

Kilde: Dr. Console, fra Wikimedia Commons

Verdien av molar absorpsjon er således direkte proporsjonal med graden av absorpsjon av lys ved en gitt bølgelengde. Hvis arten tar opp lite rødt lys, vil dens absorpsjonsverdi være lav; mens det er en markert absorpsjon av rødt lys, vil absorpsjonen ha en høy verdi.

En art som tar opp rødt lys vil reflektere en grønn farge. Hvis den grønne fargen er veldig intens og mørk, betyr det at det er en sterk absorpsjon av rødt lys.

Imidlertid kan noen nyanser av grønt skyldes refleksjoner av forskjellige områder med gule og blåtoner, som er blandet og oppfattet som turkis, smaragd, glass, etc.

Hva er molar absorpsjon?

Molar absorpsjon er også kjent ved følgende betegnelser: spesifikk utryddelse, molar dempningskoeffisient, spesifikk absorpsjon eller Bunsen koeffisient; Det har til og med blitt navngitt på andre måter, og det er derfor det har vært en kilde til forvirring.

Men hva er molar absorpsjon? Det er en konstant som er definert i det matematiske uttrykket til Lamber-Beer-loven, og det indikerer ganske enkelt hvor mye den kjemiske arten eller blandingen tar opp lys. En slik ligning er:

A = εbc

Hvor A er oppløsningen av løsningen ved en valgt bølgelengde X; b er lengden på cellen der prøven som skal analyseres er inneholdt, og er derfor avstanden som lyset krysser i løsningen; c er konsentrasjonen av den absorberende arten; og ε, den molare absorpsjon.

Gitt λ, uttrykt i nanometer, forblir verdien av konstant; men når du endrer verdiene til λ, det vil si når du måler absorbanser med lys av andre energier, endres ε og når enten en minimums- eller maksimalverdi.

Hvis dens maksimale verdi, ε _maks , er kjent, bestemmes ma _max samtidig ; det vil si lyset som arten tar opp mest:

Kilde: Gabriel Bolívar

enheter

Hva er enhetene til ε? For å finne dem, må det være kjent at absorbanser er dimensjonsløse verdier; og derfor må multiplikasjonen av enhetene til b og c avbrytes.

Konsentrasjonen av den absorberende art kan uttrykkes enten i g / L eller mol / L, og b er vanligvis uttrykt i cm eller m (fordi det er lengden på cellen lysstrålen passerer gjennom). Molaritet er lik mol / L, så c er også uttrykt som M.

Således multipliserer vi enhetene b og c, og vi får: M ∙ cm. Hvilke enheter må da ε ha for å gjøre verdien til A dimensjonsløs? De som multipliserer M ∙ cm gir en verdi på 1 (M ∙ cm x U = 1). Løsning for U får vi ganske enkelt M ^-1 ∙ cm ^-1 , som også kan skrives som: L ∙ mol ^-1 ∙ cm ^-1 .

Bruk av enhetene M ^-1 ∙ cm ^-1 eller L ∙ mol ^-1 ∙ cm ^-1 fremskynder beregningene for å bestemme molar absorpsjon. Imidlertid er det vanligvis også uttrykt i enheter på m ² / mol eller cm ² / mol.

Når det kommer til uttrykk i disse enhetene, må noen konverteringsfaktorer brukes for å modifisere enhetene til b og c.

Hvordan beregne det?

Direkte klarering

Molar absorpsjon kan beregnes direkte ved å løse den i ovennevnte ligning:

ε = A / bc

Hvis konsentrasjonen av de absorberende artene, cellelengden og absorbansen oppnådd ved en bølgelengde er kjent, kan e beregnes. Denne måten å beregne den på, gir imidlertid en unøyaktig og upålitelig verdi.

Grafisk metode

Hvis du ser nøye på Lambert-Beer lovligningen, vil du merke at det ser ut som ligningen på en linje (Y = aX + b). Dette betyr at hvis verdiene til A er plottet på Y-aksen, og verdiene av c på X-aksen, må det oppnås en rett linje som går gjennom opprinnelsen (0,0). Dermed ville A bli Y, X ville være c, og det ville være lik εb.

Derfor, når linjen er gradert, er det nok å ta to punkter for å bestemme helningen, det vil si a. Når dette er gjort, og lengden på cellen, b, er kjent, er det lett å løse for verdien av ε.

I motsetning til direkte klaring, gjør plotting A vs c at absorbansmålingene kan beregnes gjennomsnitt og reduserer den eksperimentelle feilen; og dessuten kan uendelige linjer passere gjennom et enkelt punkt, så direkte klaring er ikke praktisk.

På samme måte kan eksperimentelle feil føre til at en linje ikke passerer gjennom to, tre eller flere punkter, slik at linjen oppnådd etter bruk av minstekvadratmetoden faktisk brukes (en funksjon som allerede er integrert i kalkulatorer). Alt dette forutsetter en høy linearitet, og derfor overholdelse av Lamber-Beer-loven.

Løste øvelser

Oppgave 1

Det er kjent at en løsning av en organisk forbindelse med en konsentrasjon på 0,008739 M ga en absorbans på 0,6346, målt ved X = 500 nm og med en cellelengde 0,5 cm. Beregn den molare absorpsjon for komplekset ved den bølgelengden.

Fra disse dataene kan ε løses direkte:

ε = 0,6346 / (0,5 cm) (0,008739M)

145,23 M ^-1 ∙ cm ^-1

Oppgave 2

Følgende absorbanser måles ved forskjellige konsentrasjoner av et metallkompleks med en bølgelengde på 460 nm, og med en celle på 1 cm i lengde:

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

Beregn den molære absorpsjon for komplekset.

Det er totalt fem poeng. For å beregne ε er det nødvendig å tegne dem ved å plassere verdiene til A på Y-aksen, og konsentrasjonene c på X-aksen. Når dette er gjort, bestemmes den minste kvadratlinjen, og med dens ligning kan vi bestemme ε.

I dette tilfellet, etter plotting av punkter og trekker linen med en koeffisient på bestemmelse R ² av 0,9905, er stigningen lik 7 ∙ 10 ^-4 ; det vil si εb = 7 ∙ 10 ^-4 . Derfor, med b = 1 cm, vil e være 1428,57 M ^-1. Cm ^-1 ( 1/7 ∙ 10 ^-4 ).

referanser

1. Wikipedia. (2018). Molar dempningskoeffisient. Gjenopprettet fra: en.wikipedia.org
2. Science Struck. (2018). Molar absorpsjon. Gjenopprettet fra: sciencestruck.com
3. Kolorimetrisk analyse: (Beers lov eller spektrofotometrisk analyse). Gjenopprettet fra: chem.ucla.edu
4. Kerner N. (nd). Eksperiment II - Løsningsfarge, absorpsjon og ølens lov. Gjenopprettet fra: umich.edu
5. Day, R., & Underwood, A. Quantitative Analytical Chemistry (5. utg.). PEARSON Prentice Hall, s-472.
6. Gonzáles M. (17. november 2010). absorberingsevne Gjenopprettet fra: quimica.laguia2000.com