Molárna absorpcia v tom, čo sa skladá, ako ju vypočítať, vyriešené cvičenia



molárna absorpcia je to chemická vlastnosť, ktorá udáva, koľko svetla môže druh absorbovať v roztoku. Tento koncept je veľmi dôležitý v rámci spektroskopickej analýzy absorpcie žiarenia fotónov s energiami v ultrafialovom a viditeľnom rozsahu (Uv-vis).

Pretože svetlo sa skladá z fotónov s vlastnými energiami (alebo vlnovými dĺžkami), v závislosti od analyzovaného druhu alebo zmesi sa môže jeden fotón absorbovať vo väčšej miere ako iný fotón; to znamená, že svetlo sa absorbuje pri určitých vlnových dĺžkach charakteristických pre danú látku.

Hodnota molárnej absorpcie je teda priamo úmerná stupňu absorpcie svetla pri určitej vlnovej dĺžke. Ak druh absorbuje malé červené svetlo, jeho hodnota absorpcie bude nízka; keďže v prípade výraznej absorpcie červeného svetla bude mať absorptivita vysokú hodnotu.

Druh, ktorý absorbuje červené svetlo, bude odrážať zelenú farbu. Ak je zelená farba veľmi intenzívna a tmavá, znamená to, že dochádza k silnej absorpcii červeného svetla.

Niektoré odtiene zelenej farby však môžu byť spôsobené odrazmi rôznych rozsahov žltej a modrej farby, ktoré sú zmiešané a vnímané ako tyrkysová, smaragdovo zelená, sklo atď..

index

  • 1 Čo je molárna absorpcia??
    • 1.1 Jednotky
  • 2 Ako ho vypočítať?
    • 2.1 Priame zúčtovanie
    • 2.2 Grafická metóda
  • 3 Riešené úlohy
    • 3.1 Cvičenie 1
    • 3.2 Cvičenie 2
  • 4 Odkazy

Aká je molárna absorpcia??

Molárna absorpcia je tiež známa s nasledujúcimi označeniami: špecifická extinkcia, koeficient molárneho útlmu, špecifická absorpcia alebo Bunsenov koeficient; dokonca, prišiel byť pomenovaný inými spôsobmi, takže to bol zdroj zmätku.

Ale čo presne je molárna absorpcia? Je to konštanta, ktorá je definovaná v matematickom vyjadrení zákona Lamber-Beer a jednoducho udáva, koľko chemických látok alebo zmesi absorbuje svetlo. Takáto rovnica je:

A = εbc

Kde A je absorbancia roztoku pri zvolenej vlnovej dĺžke λ; b je dĺžka bunky, v ktorej sa nachádza analyzovaná vzorka, a teda vzdialenosť, ktorou svetlo prechádza cez roztok; c je koncentrácia absorpčného druhu; a ε, molárna absorptivita.

Vzhľadom na λ, vyjadrené v nanometroch, hodnota ε zostáva konštantná; ale zmenou hodnôt λ, to znamená meraním absorbancií so svetelnými zdrojmi iných energií, zmeny ε, dosahujúce buď minimálnu alebo maximálnu hodnotu.

Ak je známa jeho maximálna hodnota, εmax, sa určuje súčasnemax; to znamená svetlo, ktoré najviac absorbuje druh:

jednotky

Aké sú jednotky ε? Aby sme ich našli, musíme vedieť, že absorbancie sú bezrozmerné hodnoty; a preto násobenie jednotiek b a c musí byť zrušené.

Koncentrácia absorpčného druhu môže byť vyjadrená buď v g / L alebo mol / L a b je zvyčajne vyjadrená v cm alebo m (pretože je to dĺžka bunky, ktorá prechádza svetelným lúčom). Molarita sa rovná mol / l, takže c je tiež vyjadrená ako M.

Vynásobením jednotiek b a c získame: M ∙ cm. Aké jednotky potom musia mať ε, aby zanechali hodnotu bezrozmerného rozmeru? Tie, ktoré pri násobení M ∙ cm udávajú hodnotu 1 (M ∙ cm x U = 1). Vymazanie U, dostanete jednoducho M-1∙ cm-1, ktorý môže byť tiež zapísaný ako: L ∙ mol-1∙ cm-1.

V skutočnosti používajte jednotky M-1∙ cm-1 alebo L 'mol-1∙ cm-1 zjednodušiť výpočty na určenie molárnej absorpcie. Zvyčajne sa však vyjadruje aj v jednotkách m2/ mol alebo cm2/ mol.

Ak je vyjadrená s týmito jednotkami, na zmenu jednotiek b a c sa musia použiť niektoré prevodné faktory.

Ako ho vypočítať?

Priame odbavenie

Molárna absorptivita sa môže vypočítať priamo vymazaním v predchádzajúcej rovnici:

ε = A / bc

Ak je známa koncentrácia absorpčného druhu, môže sa vypočítať dĺžka bunky a absorbancia získaná pri vlnovej dĺžke ε. Tento spôsob výpočtu však prináša nepresnú a nespoľahlivú hodnotu.

Grafická metóda

Ak je starostlivo dodržaná rovnica Lambert-Beerovho zákona, je potrebné poznamenať, že sa podobá rovnici priamky (Y = aX + b). To znamená, že ak vykreslíte hodnoty A na osi Y a hodnoty c na osi X, musíte získať priamku, ktorá prechádza cez pôvod (0,0). A by teda bolo Y, X by bolo c a a by sa rovnalo εb.

Preto vykreslenie čiary, len dva body na určenie svahu, to znamená, a. Akonáhle je toto urobené a dĺžka bunky je známa, b, je ľahké vymazať hodnotu ε.

Na rozdiel od priameho klírensu, vynesenie A vs c umožňuje meranie priemernej absorbancie a zníženie experimentálnej chyby; a tiež, pre jeden bod môže prejsť nekonečné rovné, takže to nie je praktické priame odbavenie.

Podobne experimentálne chyby môžu spôsobiť, že riadok neprejde cez dva, tri alebo viac bodov, takže čiara získaná po použití metódy najmenších štvorcov sa skutočne použije (funkcia, ktorá je už zahrnutá v kalkulačkách). To všetko za predpokladu vysokej linearity, a teda súladu so zákonom Lamber-Beer.

Vyriešené cvičenia

Cvičenie 1

Je známe, že roztok organickej zlúčeniny s koncentráciou 0,008739 M vykazoval absorbanciu 0,6346, meranú pri A = 500 nm a bunku s dĺžkou 0,5 cm. Vypočítajte, aká je molárna absorptivita komplexu pri uvedenej vlnovej dĺžke.

Z týchto údajov môžete priamo vymazať ε:

ε = 0,6346 / (0,5 cm) (0,008739 M)

145,23 M-1∙ cm-1

Cvičenie 2

Nasledujúce absorbancie sa merajú pri rôznych koncentráciách kovového komplexu pri vlnovej dĺžke 460 nm a pri bunke s dĺžkou 1 cm: \ t

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

Vypočítajte molárnu absorpciu komplexu.

Existuje celkom päť bodov. Na výpočet ε je potrebné ich vykresliť umiestnením hodnôt A na os Y a koncentrácií c na osi X. Keď sa tak stane, určí sa čiara najmenších štvorcov a pomocou rovnice môžeme určiť ε.

V tomto prípade sa body vynesú do grafu a čiara sa určí koeficientom určenia R2 0,9905, sklon sa rovná 7 ° 10-4; to znamená εb = 7 ∙ 10-4. Preto s b = 1 cm, e bude 1428,57 M-1.cm-1 (1/7 ∙ 10-4).

referencie

  1. Wikipedia. (2018). Molárny koeficient útlmu. Zdroj: en.wikipedia.org
  2. Science Struck. (2018). Molárna absorpcia. Zdroj: sciencestruck.com
  3. Kolorimetrická analýza: (Beerov zákon alebo spektrofotometrická analýza). Zdroj: chem.ucla.edu
  4. Kerner N. (s.f.). Experiment II - Farba roztoku, absorbancia a pivo. Zdroj: umich.edu
  5. Deň, R., & Underwood, A. Kvantitatívna analytická chémia (piate vydanie). PEARSON Prentice Hall, p-472.
  6. Gonzáles M. (17. novembra 2010). Nasiakavosť. Zdroj: quimica.laguia2000.com