MOLĀRĀ ABSORBCIJA: KĀ TO APRĒĶINĀT, UN ATRISINĀTIE VINGRINĀJUMI - ĶĪMIJA - 2025

Molārā absorbcija ir ķīmiska īpašība, kas norāda, cik daudz gaismas var absorbēt sugas, šķīdumā. Šis jēdziens ir ļoti svarīgs fotonu starojuma absorbcijas spektroskopiskajā analīzē ar ultravioletā un redzamā diapazona (ultravioletā starojuma) enerģiju.

Tā kā gaismu veido fotoni ar savām enerģijām (vai viļņu garumiem), atkarībā no analizētās sugas vai maisījuma, vienu fotonu var absorbēt lielākā mērā nekā otru; tas ir, gaisma tiek absorbēta noteiktos vielas raksturīgajos viļņu garumos.

Avots: Dr Console, no Wikimedia Commons

Tādējādi molārā absorbcijas vērtība ir tieši proporcionāla gaismas absorbcijas pakāpei noteiktā viļņa garumā. Ja suga absorbē maz sarkanās gaismas, tās absorbcijas vērtība būs zema; tā kā, ja ir izteikta sarkanās gaismas absorbcija, absorbcijai būs liela vērtība.

Suga, kas absorbē sarkano gaismu, atspoguļos zaļu krāsu. Ja zaļā krāsa ir ļoti intensīva un tumša, tas nozīmē, ka ir spēcīga sarkanās gaismas absorbcija.

Tomēr dažas zaļas nokrāsas var rasties dažādu dzeltenumu un blūza diapazonu atstarojuma dēļ, kas ir sajaukti un uztverami kā tirkīza, smaragda, stikla utt.

Kas ir molārā absorbcija?

Molārā absorbcija ir zināma arī ar šādiem apzīmējumiem: īpatnējā ekstinkcija, molārā vājināšanās koeficients, īpatnējā absorbcija vai Bunsena koeficients; Tas ir pat nosaukts citos veidos, tāpēc tas ir radījis neskaidrības.

Bet kas īsti ir molārā absorbcija? Tā ir konstante, kas noteikta Lambera-alus likuma matemātiskajā izteiksmē, un tā vienkārši norāda, cik ķīmiskās sugas vai maisījums absorbē gaismu. Šāds vienādojums ir:

A = εbc

Kur A ir šķīduma absorbcija pie izvēlētā viļņa garuma λ; b ir šūnas garums, kurā atrodas analizējamais paraugs, un tāpēc tas ir attālums, ko gaisma šķērso šķīdumā; c ir absorbējošo sugu koncentrācija; un ε, molārā absorbcija.

Ņemot vērā λ, kas izteikts nanometros, ε vērtība paliek nemainīga; bet mainot λ vērtības, tas ir, mērot absorbciju ar citu enerģiju gaismām, ε mainās, sasniedzot minimālo vai maksimālo vērtību.

Ja ir zināma tā maksimālā vērtība ε _max , vienlaikus nosaka arī λ _max ; tas ir, gaisma, ko suga absorbē visvairāk:

Avots: Gabriel Bolívar

Vienības

Kādas ir ε vienības? Lai tos atrastu, jāzina, ka absorbcijas ir bezizmēra vērtības; un tāpēc b un c vienību reizināšana ir jāatceļ.

Absorbējošo sugu koncentrāciju var izteikt vai nu g / L vai mol / L, un b parasti izsaka cm vai m (jo gaismas stars iziet cauri šūnas garumam). Molaritāte ir vienāda ar mol / L, tāpēc c izsaka arī kā M.

Tādējādi, reizinot b un c vienības, iegūstam: M ∙ cm. Kādām vienībām ε jābūt, lai A vērtība būtu bezizmēra? Tie, kas reizina M ∙ cm, dod vērtību 1 (M ∙ cm x U = 1). Atrisinot U, mēs vienkārši iegūstam M ^-1 ∙ cm ^-1 , ko var arī uzrakstīt šādi: L ∙ mol ^-1 ∙ cm ^-1 .

Faktiski, izmantojot vienības M ^-1 ∙ cm ^-1 vai L ∙ mol ^-1 ∙ cm ^-1, paātrina aprēķinus mola absorbcijas noteikšanai. Tomēr to parasti izsaka arī vienībās m ² / mol vai cm ² / mol.

Izsakot šajās vienībās, b un c vienību modificēšanai jāizmanto daži pārrēķina koeficienti.

Kā to aprēķināt?

Tieša muitošana

Molāro absorbciju var aprēķināt tieši, atrisinot to iepriekš minētajā vienādojumā:

ε = A / bc

Ε var aprēķināt, ja ir zināma absorbējošo sugu koncentrācija, šūnas garums un absorbcija, kas iegūta viļņa garumā. Tomēr šādā veidā to aprēķinot, tiek iegūta kļūdaina un neuzticama vērtība.

Grafiska metode

Ja jūs rūpīgi izpētīsit Lamberta un Beera likuma vienādojumu, pamanīsit, ka tas izskatās kā līnijas vienādojums (Y = aX + b). Tas nozīmē, ka, ja A vērtības ir uzzīmētas uz Y ass, un c vērtības ir uz X ass, jāiegūst taisna līnija, kas šķērso sākuma punktu (0,0). Tādējādi A kļūtu par Y, X būtu c, un tas būtu vienāds ar εb.

Tāpēc pēc līnijas satveršanas pietiek ar jebkuru divu punktu ņemšanu, lai noteiktu slīpumu, tas ir, a. Kad tas ir izdarīts un šūnas garums b ir zināms, to ir viegli atrisināt ε vērtībai.

Atšķirībā no tiešā klīrensa A un c attēlojums ļauj aprēķināt vidējo absorbcijas mērījumu un samazina eksperimentālo kļūdu; un arī bezgalīgas līnijas var iziet caur vienu punktu, tāpēc tieša klīrenss nav praktisks.

Tāpat eksperimentālās kļūdas var izraisīt līnijas neiziešanu cauri diviem, trim vai vairāk punktiem, tāpēc faktiski tiek izmantota līnija, kas iegūta pēc vismazāko kvadrātu metodes piemērošanas (funkcija, kas jau ir iekļauta kalkulatoros). Tas viss tiek pieņemts ar augstu linearitāti un līdz ar to arī atbilstību Lambera-alus likumam.

Atrisināti vingrinājumi

1. vingrinājums

Ir zināms, ka organiska savienojuma šķīdumam ar koncentrāciju 0,008739 M bija absorbcija 0,6346, mērot pie λ = 500 nm un ar šūnas garumu 0,5 cm. Aprēķiniet kompleksa molāro absorbciju šajā viļņa garumā.

Izmantojot šos datus, ε var atrisināt tieši:

ε = 0,6346 / (0,5 cm) (0,008739 M)

145,23 M ^-1 ∙ cm ^-1

2. vingrinājums

Ar šādām absorbcijām mēra dažādās metāla kompleksa koncentrācijās pie viļņa garuma 460 nm un ar 1 cm garu kameru:

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

Aprēķiniet kompleksa molāro absorbciju.

Kopumā ir pieci punkti. Lai aprēķinātu ε, tās jā grafizē, novietojot vērtības Y uz ass Y un koncentrācijas c uz X ass. Kad tas ir izdarīts, tiek noteikta mazāko kvadrātu līnija, un ar tās vienādojumu mēs varam noteikt ε.

Šajā gadījumā pēc punktu uzzīmēšanas un līnijas novilkšanas ar koeficientu R ² 0,9905, slīpums ir vienāds ar 7 ∙ 10 ^-4 ; tas ir, εb = 7 ∙ 10 ^-4 . Tāpēc, ja b = 1cm, ε būs 1428,57 M ^-1 .cm ^-1 ( 1/7 ∙ 10 ^-4 ).

Atsauces

1. Wikipedia. (2018). Molārā vājināšanās koeficients. Atgūts no: en.wikipedia.org
2. Zinātne Struck. (2018). Molārā absorbcija. Atgūts no: sciencestruck.com
3. Kolorimetriskā analīze: (alus likums vai spektrofotometriskā analīze). Atgūts no: chem.ucla.edu
4. Kerners N. (nd). II eksperiments - šķīduma krāsa, absorbcija un alus likums. Atgūts no: umich.edu
5. Day, R., & Underwood, A. Kvantitatīvā analītiskā ķīmija (5. izd.). PEARSON Prentice Hall, 472. lpp.
6. Gonzáles M. (2010. gada 17. novembris). Absorbcija Atgūts no: quimica.laguia2000.com