Cum se calculează coeficientul de absorbție molară

Absorbția molară, cunoscută și ca coeficientul de extincție molară, măsoară capacitatea unei specii chimice de a absorbi o anumită lungime de undă a luminii. Această informație permite efectuarea unei analize comparative între diferiți compuși chimici fără a fi nevoie să se ia în considerare diferențele de concentrație sau mărimea soluției în timpul măsurătorilor. Aceasta este o informație utilizată pe scară largă în chimie, care nu trebuie confundată cu coeficientul de extincție cel mai frecvent utilizat în fizică. Unitatea standard de măsură a absorbției molare este litri per mol per centimetru (L mol^-1

conținut

Paşi
Metoda 1
Metoda 2

cm^-1).

paşi

Metoda 1

Calculați absorbția molară prin ecuație

Înțelegerea legii Lambert-Beer privind absorbția: A = çlc. Ecuația standard față de absorbanță este A = çlc, unde A reprezintă cantitatea de lumină emisă de lungimea de undă aleasă și absorbită de eșantionul în cauză, ɛ este absorbția molară, L este distanța parcursă de lumină prin soluția chimică de încercare e c este concentrația de substanțe chimice absorbante pe unitatea de volum a soluției (adică "molaritate").

Absorbția (definită anterior "densitate optică") poate fi, de asemenea, calculată utilizând raportul dintre intensitatea unei probe de referință și cea a eșantionului necunoscut. Se exprimă prin ecuație A = log₁₀(The_sau/ I).
Intensitatea este măsurată utilizând un spectrofotometru.
Absorbanța unei soluții variază în funcție de lungimea undei luminoase care trece prin ea. Anumite lungimi de undă sunt absorbite mai mult decât altele, în funcție de compoziția soluției de testat, așa că este bine să ne amintim întotdeauna pentru a indica ce lungime de undă a fost utilizată pentru a efectua calculul.

Utilizați formula inversă a ecuației Lambert-Beer pentru a calcula absorbția molară. Bazându-ne pe regulile algebrice, putem împărți absorbția după lungime și concentrație pentru a izola absorbanța molară într-un membru al ecuației inițiale obținându-se: ɛ = A / lc. În acest moment, putem folosi ecuația obținută pentru a calcula absorbția molară a lungimii de undă a luminii utilizată pentru măsurare.

Absorbanța măsurătorilor diferite poate varia în funcție de concentrația soluției și de forma recipientului care a fost utilizat pentru a măsura intensitatea luminii. Absorbția molară compensează aceste variații.

Folosind un spectrofotometru puteți măsura valorile care trebuie înlocuite cu variabilele respective din ecuație. Spectrofotometrul este un instrument care măsoară cantitatea de lumină, la o anumită lungime de undă, care poate trece prin soluția sau compusul examinat. O parte din lumină va fi absorbită de soluția studiată, în timp ce restul va trece complet și va fi folosit pentru a calcula absorbanța.

Pregătiți soluția de analizat folosind un grad cunoscut de concentrare care va fi înlocuit cu variabila c ecuație. Unitatea de măsură a concentrației este mol (mol) sau mol / litru (mol / l).

Pentru a măsura variabila L, lungimea tubului sau a recipientului utilizat pentru stocarea soluției trebuie măsurată fizic. În acest caz, unitatea de măsură este de centimetri.

Utilizați un spectrofotometru pentru a măsura absorbția, A, a soluției testate, pe baza lungimii de undă aleasă pentru a efectua măsurarea. Unitatea de măsură a lungimii de undă este metrul, dar având în vedere că majoritatea valurilor are o lungime mult mai scurt, în realitate, este folosit mult mai des nanometri (nm). Absorbția nu este asociată cu nici o unitate de măsură.

Înlocuiți valorile măsurate cu variabilele corespunzătoare din ecuație, apoi efectuați calculele pentru a obține coeficientul de absorbție molară. Utilizați valorile obținute pentru variabile A, c și L și să le înlocuiți în cadrul ecuației ɛ = A / lc. Multiply L pentru c, apoi împărțiți A pentru rezultatul acestui produs pentru a calcula absorbția molară.

De exemplu, vom presupune utilizarea unui tub de testare având o lungime de 1 cm și măsurarea absorbanței unei soluții cu un grad de concentrație de 0,05 mol / l. Absorbanța soluției în cauză, atunci când este traversată de un val cu o lungime egală cu 280 nm, este de 1,5. Care este absorbția molară a soluției luate în considerare?

ɛ₂₈₀ = A / lc = 1,5 / (1 x 0,05) = 30 L mol^-1 cm^-1

Metoda 2

Calculați absorbția molară grafic

Măsurați intensitatea undei luminoase, deoarece trece prin diferite concentrații ale aceleiași soluții. Creați 3-4 eșantioane de câte una soluție la diferite concentrații. Utilizează un spectrofotometru pentru a măsura absorbția fiecăruia dintre probele de soluție atunci când acestea sunt traversate de o lungime de undă specifică a luminii. Începeți testarea eșantionului de soluție cu cea mai mică concentrație și apoi treceți la proba de concentrație mai mare. Ordinea în care efectuați măsurătorile nu este importantă, dar este utilizată pentru a urmări care absorbanță să fie utilizată în timpul diferitelor calcule.

Desenați un grafic al evoluției măsurătorilor pe baza concentrației și absorbției. Folosind datele obținute cu spectrofotometru, raportează fiecare punct pe un a line diagramă. Returnează concentrația pe axa X și absorbția pe axa Y, deci utilizează valorile măsurate ca coordonate ale fiecărui punct.

Acum adera la punctele obținute prin trasarea unei linii. În cazul în care măsurătorile care au făcut anterior sunt corecte, ar trebui să obțineți o linie dreaptă pentru a indica faptul că, așa cum este exprimat prin legea Beer-Lambert, absorbanta și concentrarea sunt legate printr-o relație proporțională.

Determinați pantă din linia de trend definită de diferitele puncte obținute prin măsurătorile instrumentale. Pentru a calcula panta unei linii, utilizând formula corespunzătoare care furnizează scade X respectiv și coordonatele Y o alegere de două puncte ale liniei de testare și apoi pentru a calcula / X raportul Y.

Ecuația relativă la panta unei linii este (Y₂ - Y₁) / (X₂ - X₁). Cel mai înalt punct al liniei în cauză este identificat de indexul 2, în timp ce cel mai jos punct este indicat de indicele 1.

De exemplu, am presupus că absorbția soluției de testare, la o concentrație de 0,2 mol, este egală cu 0,27, în timp ce la o concentrație de 0,3 mol este de 0,41. Absorbanța reprezintă coordonata carteziană Y, în timp ce concentrația reprezintă coordonata carteziană X a fiecărui punct. Folosind ecuatia pentru calcularea pantei unei linii drepte vom obtine (Y₂ - Y₁) / (X₂ - X₁) = (0,41-0,27) / (0,3-0,2) = 0,14 / 0,1 = 1,4, care reprezintă panta liniei urmărite.

Împărțiți panta liniei cu lungimea traiectoriei undei luminoase (în acest caz, adâncimea tubului) pentru a obține absorbția molară. Pasul final în această metodă de calcul al coeficientului de absorbție molară este împărțirea pantei pe lungimea traseului realizat de valul de lumină folosit pentru măsurători. În acest caz, va trebui să folosim lungimea tubului folosit pentru măsurătorile făcute de spectrofotometru.

În exemplul nostru, am obținut o pantă de 1,4 din linia dreaptă reprezentând relația dintre absorbanța și concentrația chimică a soluției de testare. Presupunând că lungimea tubului utilizat pentru măsurători este de 0,5 cm, vom obține că absorbția molară este egală cu 1,4 / 0,5 = 2,8 mol^-1 cm^-1.

Distribuiți pe rețelele sociale:

înrudit