МОЛАРНА АБСОРБЦИЯ: КАК ДА СЕ ИЗЧИСЛИ И РЕШЕНИ УПРАЖНЕНИЯ - ХИМИЯ - 2025

Най- моларна абсорбционна е химично свойство, което показва колко светлина може да абсорбира вид, в разтвор. Тази концепция е много важна в спектроскопския анализ на абсорбцията на фотонно излъчване с енергии в ултравиолетовия и видимия диапазон (UV-vis).

Тъй като светлината е съставена от фотони със собствени енергии (или дължини на вълната), в зависимост от анализирания вид или смес, един фотон може да бъде абсорбиран в по-голяма степен от друг; тоест светлината се абсорбира при определени дължини на вълната, характерни за веществото.

Източник: Д-р Конзол, от Wikimedia Commons

По този начин стойността на моларната абсорбция е пряко пропорционална на степента на поглъщане на светлината при дадена дължина на вълната. Ако видът абсорбира малко червена светлина, стойността му на поглъщане ще бъде ниска; като има предвид, че ако има силно изразена абсорбция на червена светлина, поглъщаемостта ще има висока стойност.

Вид, който поглъща червена светлина, ще отразява зелен цвят. Ако зеленият цвят е много интензивен и тъмен, това означава, че има силно поглъщане на червена светлина.

Въпреки това, някои нюанси на зеленото може да се дължат на отражения в различни диапазони от жълти и сини, които са смесени и се възприемат като тюркоаз, смарагд, стъкло и др.

Какво е моларна абсорбция?

Моларната абсорбция е известна и със следните обозначения: специфично изчезване, моларен коефициент на затихване, специфична абсорбция или коефициент на Бунзен; Той дори е кръстен по други начини, поради което е предизвиквал объркване.

Но какво точно е моларната абсорбция? Това е константа, която е дефинирана в математическия израз на закона на Ламбер-Бира и просто показва колко химически вид или смес поглъща светлина. Такова уравнение е:

A = εbc

Където А е абсорбцията на разтвора при избрана дължина на вълната λ; b е дължината на клетката, където се съдържа пробата, която трябва да се анализира, и следователно е разстоянието, което светлината пресича в разтвора; с е концентрацията на абсорбиращите видове; и е, моларната абсорбция.

Като се има предвид λ, изразено в нанометри, стойността на ε остава постоянна; но при промяна на стойностите на λ, тоест при измерване на абсорбции със светлини с други енергии, ε се променя, достигайки или минимална, или максимална стойност.

Ако е известна неговата максимална стойност, ε _max, λ _max се определя едновременно; тоест светлината, която видът поглъща най-много:

Източник: Габриел Боливар

Единици

Какви са единиците на ε? За да ги намерите, трябва да се знае, че абсорбциите са безразмерни стойности; и следователно умножението на единиците на b и c трябва да бъде отменено.

Концентрацията на поглъщащите видове може да бъде изразена или в g / L или mol / L, и b обикновено се изразява в cm или m (защото това е дължината на клетката, през която преминава светлинният лъч). Моларността е равна на mol / L, така че c се изразява и като M.

По този начин, умножавайки единиците на b и c, получаваме: M ∙ cm. Какви единици тогава трябва да ε, за да направи стойността на A безразмерна? Тези, които умножават M ∙ cm, дават стойност 1 (M ∙ cm x U = 1). Решавайки за U, ние просто получаваме M ^-1 ∙ cm ^-1, което може да се запише и като: L ∙ mol ^-1 ∙ cm ^-1.

Всъщност използването на единици M ^-1 ∙ cm ^-1 или L ∙ mol ^-1 ∙ cm ^-1 ускорява изчисленията за определяне на моларната абсорбция. Въпреки това обикновено той се изразява в единици от m ² / mol или cm ² / mol.

Когато са изразени в тези единици, някои коефициенти на преобразуване трябва да бъдат използвани за промяна на единиците на b и c.

Как да го изчислим?

Директен клирънс

Моларната абсорбция може да се изчисли директно, като се разреши в горното уравнение:

ε = A / bc

Ако концентрацията на абсорбиращия вид, дължината на клетката и абсорбцията, получена при дължина на вълната, са известни, ε може да бъде изчислена. Този начин на изчисляване обаче връща неточна и ненадеждна стойност.

Графичен метод

Ако погледнете внимателно уравнението на закона на Ламберт-Бир, ще забележите, че изглежда като уравнение на права (Y = aX + b). Това означава, че ако стойностите на A са начертани на оста Y, а стойностите на c на оста X, трябва да се получи права линия, която преминава през начала (0,0). Така A ще стане Y, X ще бъде c и ще бъде равно на εb.

Следователно, след като линията е грабната, достатъчно е да вземете всякакви две точки, за да определите наклона, т.е. След като това е направено и се знае дължината на клетката, b, е лесно да се реши за стойността на ε.

За разлика от директния клирънс, графиката A срещу c позволява да се осреднят измерванията на абсорбцията и намалява експерименталната грешка; и също така, безкрайните линии могат да преминат през една точка, така че директното клирънс не е практично.

По същия начин експерименталните грешки могат да доведат до преминаване на линия през две, три или повече точки, така че линията, получена след прилагането на метода с най-малко квадратчета, всъщност се използва (функция, която вече е включена в калкулаторите). Всичко това предполага висока линейност и следователно спазване на закона „Ламбер-бира“.

Решени упражнения

Упражнение 1

Известно е, че разтвор на органично съединение с концентрация 0,008739 М представлява абсорбция 0,6346, измерена при λ = 500 nm и с дължина на клетката 0,5 cm. Изчислете моларната абсорбция на комплекса при тази дължина на вълната.

От тези данни ε може да бъде решен директно:

ε = 0.6346 / (0.5 см) (0.008739M)

145,23 М ^-1 ∙ см ^-1

Упражнение 2

Следните абсорбции се измерват при различни концентрации на метален комплекс с дължина на вълната 460 nm и с клетка с дължина 1 cm:

A: 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

Изчислете моларната абсорбция на комплекса.

Има общо пет точки. За да се изчисли ε, е необходимо да ги графираме, като поставим стойностите на A на оста Y и концентрациите c на оста X. След като това е направено, се определя линията с най-малко квадрати и с нейното уравнение можем да определим ε.

В този случай след начертаване на точките и изчертаване на линията с коефициент на определяне R ² от 0,9905 наклонът е равен на 7 ∙ 10 ^-4; тоест εb = 7 ∙ 10 ^-4. Следователно, с b = 1cm, ε ще бъде 1428,57 M ^-1.cm ^-1 (1/7 ∙ 10 ^-4).

Препратки

1. Wikipedia. (2018). Моларен коефициент на затихване. Възстановено от: en.wikipedia.org
2. Научен удар. (2018). Моларна абсорбция. Възстановено от: sciencestruck.com
3. Колориметричен анализ: (закон на Бира или спектрофотометричен анализ). Възстановена от: chem.ucla.edu
4. Кернер Н. (втори). Експеримент II - Цвят на разтвора, абсорбция и закон на бирата. Възстановено от: umich.edu
5. Day, R., & Underwood, A. Количествена аналитична химия (5-то изд.). PEARSON Prentice Hall, p-472.
6. Gonzáles M. (17 ноември 2010 г.). абсорбция Възстановено от: quimica.laguia2000.com