МОЛЯРНАЯ ПОГЛОЩАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ: КАК ЕЕ РАССЧИТАТЬ И РЕШИТЬ УПРАЖНЕНИЯ - ХИМИЯ - 2024

Молярный коэффициент поглощения представляет собой химическое свойство , которое указывает на то, сколько света может поглотить видов в растворе. Эта концепция очень важна при спектроскопическом анализе поглощения фотонного излучения с энергиями в ультрафиолетовом и видимом (УФ-видимом) диапазонах.

Поскольку свет состоит из фотонов с собственными энергиями (или длинами волн), в зависимости от анализируемого вещества или смеси один фотон может поглощаться в большей степени, чем другой; то есть свет поглощается на определенных длинах волн, характерных для вещества.

Источник: Доктор Консоль, из Wikimedia Commons.

Таким образом, значение молярной поглощающей способности прямо пропорционально степени поглощения света на данной длине волны. Если вид поглощает мало красного света, его коэффициент поглощения будет низким; тогда как если есть выраженное поглощение красного света, поглощающая способность будет иметь высокое значение.

Виды, которые поглощают красный свет, будут отражать зеленый цвет. Если зеленый цвет очень интенсивный и темный, это означает, что происходит сильное поглощение красного света.

Однако некоторые оттенки зеленого могут быть связаны с отражениями разных диапазонов желтого и синего цветов, которые смешиваются и воспринимаются как бирюза, изумруд, стекло и т. Д.

Что такое молярная поглощающая способность?

Молярная поглощающая способность также известна под следующими обозначениями: удельное ослабление, молярный коэффициент ослабления, удельное поглощение или коэффициент Бунзена; Его даже называли по-другому, поэтому он стал источником путаницы.

Но что такое молярная поглощающая способность? Это константа, которая определяется в математическом выражении закона Ламбера-Бера, и она просто указывает, насколько химическое вещество или смесь поглощает свет. Такое уравнение:

A = εbc

Где A - оптическая плотность раствора на выбранной длине волны λ; b - длина ячейки, в которой содержится анализируемый образец, и, следовательно, - расстояние, которое свет проходит в растворе; c - концентрация абсорбирующих частиц; и ε - молярная поглощающая способность.

При λ, выраженной в нанометрах, значение ε остается постоянным; но при изменении значений λ, то есть при измерении оптической плотности с помощью источников света других энергий, ε изменяется, достигая либо минимального, либо максимального значения.

Если известно его максимальное значение ε _max , одновременно определяется λ _max ; то есть свет, который вид поглощает больше всего:

Источник: Габриэль Боливар

Единицы

Какие единицы у ε? Чтобы найти их, необходимо знать, что оптическая плотность является безразмерной величиной; и поэтому умножение единиц b и c должно быть отменено.

Концентрация поглощающих частиц может быть выражена в г / л или моль / л, а b обычно выражается в см или м (потому что это длина ячейки, через которую проходит световой луч). Молярность равна моль / л, поэтому c также выражается как M.

Таким образом, умножая единицы b и c, получаем: M ∙ см. Какие же единицы должны иметь ε, чтобы сделать значение A безразмерным? Те, что умножение M ∙ cm дает значение 1 (M ∙ cm x U = 1). Решая относительно U, мы просто получаем M ^-1 ∙ см ^-1 , что также можно записать как: L ∙ моль ^-1 ∙ см ^-1 .

Фактически, использование единиц М ^-1 ∙ см ^-1 или Л ∙ моль ^-1 ∙ см ^-1 ускоряет вычисления для определения молярной поглощающей способности. Однако обычно его также выражают в единицах м ² / моль или см ² / моль.

При выражении в этих единицах необходимо использовать некоторые коэффициенты пересчета для изменения единиц b и c.

Как это рассчитать?

Прямое оформление

Молярную поглощающую способность можно рассчитать напрямую, решив ее в приведенном выше уравнении:

ε = A / bc

Если концентрация поглощающих частиц, длина ячейки и оптическая плотность, полученные на длине волны, известны, можно рассчитать ε. Однако этот способ вычисления возвращает неточное и ненадежное значение.

Метод построения графиков

Если вы внимательно посмотрите на уравнение закона Ламберта-Бера, вы заметите, что оно похоже на уравнение прямой (Y = aX + b). Это означает, что если значения A нанесены на ось Y, а значения c - на ось X, должна быть получена прямая линия, проходящая через начало координат (0,0). Таким образом, A станет Y, X будет c и будет равно εb.

Следовательно, как только линия построена, достаточно взять любые две точки для определения наклона, то есть a. Как только это будет сделано и длина ячейки b станет известна, легко найти значение ε.

В отличие от прямого зазора, построение графика A и c позволяет усреднить измерения оптической плотности и уменьшить экспериментальную ошибку; Кроме того, через одну точку могут проходить бесконечные линии, поэтому прямой зазор нецелесообразен.

Точно так же экспериментальные ошибки могут привести к тому, что линия не пройдет через две, три или более точек, поэтому на самом деле используется линия, полученная после применения метода наименьших квадратов (функция, которая уже включена в калькуляторы). Все это предполагает высокую линейность и, следовательно, соответствие закону Ламбера-Бера.

Решенные упражнения

Упражнение 1

Известно, что раствор органического соединения с концентрацией 0,008739 М имел оптическую плотность 0,6346, измеренную при λ = 500 нм и длине ячейки 0,5 см. Рассчитайте молярную поглощающую способность комплекса на этой длине волны.

Из этих данных можно напрямую решить ε:

ε = 0,6346 / (0,5 см) (0,008739M)

145,23 M ^-1 ∙ см ^-1

Упражнение 2.

Следующие оптические плотности измерены при различных концентрациях металлического комплекса на длине волны 460 нм и с ячейкой длиной 1 см:

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

в: 1,8 ∙ ^10-5 6 ∙ ^10-5 9,2 ∙ ^10-5 2,3 ∙ ^10-4 5,6 ∙ ^10-4

Рассчитайте молярную поглощающую способность комплекса.

Всего пять точек. Чтобы вычислить ε, необходимо нанести их на график, поместив значения A на ось Y и концентрации c на ось X. После этого определяется линия наименьших квадратов, и с ее уравнением мы можем определить ε.

В этом случае после нанесения точек и проведения линии с коэффициентом детерминации R ² 0,9905 наклон равен 7 ∙ 10 ^-4 ; то есть εb = 7 ∙ 10 ^-4 . Следовательно, при b = 1 см ε будет 1428,57 M ^-1 · см ^-1 ( 1/7 ∙ 10 ^-4 ).

Ссылки

1. Wikipedia. (2018). Молярный коэффициент затухания. Получено с: en.wikipedia.org
2. Наука поражена. (2018). Молярная абсорбционная способность. Получено с: sciencestruck.com
3. Колориметрический анализ: (закон Бера или спектрофотометрический анализ). Получено с: chem.ucla.edu
4. Кернер Н. (nd). Эксперимент II - Цвет раствора, абсорбция и закон Пива. Получено с: umich.edu
5. Дэй Р. и Андервуд А. Количественная аналитическая химия (5-е изд.). ПИРСОН Прентис Холл, p-472.
6. Гонсалес М. (17 ноября 2010 г.). поглотительная Получено с: quimica.laguia2000.com