МОЛЯРНА ПОГЛИНАЛЬНІСТЬ: ЯК ЇЇ ОБЧИСЛИТИ І РОЗВ’ЯЗАНІ ВПРАВИ - ХІМІЯ - 2025

Молярний коефіцієнт поглинання представляє собою хімічну властивість , яке вказує на те, скільки світла може поглинути видів в розчині. Ця концепція є дуже важливою в спектроскопічному аналізі поглинання фотонного випромінювання енергіями в ультрафіолетовому та видимому діапазонах (Uv-vis).

Оскільки світло складається з фотонів із власною енергією (або довжиною хвилі), залежно від аналізу або виду суміші, один фотон може бути поглинений більшою мірою, ніж інший; тобто світло поглинається на певних довжинах хвиль, характерних для речовини.

Джерело: Доктор Консоль, із Вікімедіа

Таким чином, значення молярної поглинальної здатності прямо пропорційно ступеню поглинання світла на заданій довжині хвилі. Якщо вид поглинає мало червоного світла, його коефіцієнт поглинання буде низьким; тоді як якщо є виражене поглинання червоного світла, поглинальна здатність матиме високе значення.

Вид, який поглинає червоне світло, відображатиме зелений колір. Якщо зелений колір дуже інтенсивний і темний, це означає, що сильне поглинання червоного світла.

Однак деякі відтінки зеленого можуть бути пов’язані з відображеннями різного діапазону жовтих та синіх, які змішуються і сприймаються як бірюза, смарагд, скло тощо.

Що таке молярна поглинальна здатність?

Молярна поглинальна здатність відома також такими позначеннями: специфічне згасання, коефіцієнт молярного загасання, питоме поглинання або коефіцієнт Бунзена; Його навіть назвали іншими способами, саме тому воно стало джерелом плутанини.

Але що саме таке молярна поглинальна здатність? Це константа, яка визначена в математичному вираженні закону Ламбер-Пива, і вона просто вказує, наскільки хімічний вид або суміш поглинає світло. Таким рівнянням є:

A = εbc

Де A - поглинання розчину при вибраній довжині хвилі λ; b - довжина комірки, де міститься зразок, який підлягає аналізу, і, отже, відстань, яку проходить світло в межах розчину; c - концентрація абсорбуючих видів; і ε - молярна поглинальна здатність.

Враховуючи λ, виражений у нанометрах, значення ε залишається постійним; але при зміні значень λ, тобто при вимірюванні поглинань світлами інших енергій, ε змінюється, досягаючи або мінімального, або максимального значення.

Якщо відоме його максимальне значення ε _max , λ _max визначається одночасно ; тобто світло, яке найбільше поглинає вид:

Джерело: Габріель Болівар

Одиниці

Які одиниці ε? Щоб їх знайти, необхідно знати, що поглинання є безрозмірними величинами; і, отже, множення одиниць b і c повинно бути скасовано.

Концентрація видів, що поглинають, може бути виражена або в г / л, або в моль / л, а b зазвичай виражається в см або м (оскільки саме довжина клітини проходить світловий промінь). Молярність дорівнює моль / л, тому c також виражається як М.

Таким чином, помноживши одиниці b і c, отримаємо: M ∙ cm. Які одиниці повинні мати ε, щоб зробити значення A безрозмірним? Тим, що множення M ∙ см, дає значення 1 (M ∙ cm x U = 1). Розв’язуючи U, ми просто отримуємо M ^-1 ∙ см ^-1 , що також можна записати як: L ∙ mol ^-1 ∙ cm ^-1 .

Фактично, використання одиниць M ^-1 ∙ см ^-1 або L ∙ моль ^-1 ∙ см ^-1 прискорює обчислення для визначення молярної поглинальності. Однак він також зазвичай виражається в одиницях м ² / моль або см ² / моль.

Коли виражається в цих одиницях, для зміни одиниць b і c необхідно використовувати деякі коефіцієнти перетворення.

Як його обчислити?

Прямий кліренс

Молярну поглинальну здатність можна обчислити безпосередньо, вирішивши її у наведеному вище рівнянні:

ε = A / bc

Якщо відомі концентрація поглинаючого виду, довжина клітини та поглинання, отримані на довжині хвилі, ε можна обчислити. Однак такий спосіб його обчислення повертає неточне і ненадійне значення.

Графічний метод

Якщо уважно придивитись до рівняння закону Ламберта-Бера, ви помітите, що воно схоже на рівняння прямої (Y = aX + b). Це означає, що якщо значення A побудовано на осі Y, а значення c - на осі X, слід отримати пряму, яка проходить через початок (0,0). Таким чином, A стане Y, X буде c, і це дорівнює εb.

Тому після того, як лінія буде схоплена, достатньо взяти будь-які дві точки, щоб визначити нахил, тобто а. Після того, як це зроблено, і довжина комірки, b, буде відома, її легко вирішити за значенням ε.

На відміну від прямого зазору, побудова графіку A vs c дозволяє усереднювати вимірювання поглинання і зменшує експериментальну помилку; а також нескінченні лінії можуть проходити через одну точку, тому прямий зазор не практичний.

Так само експериментальні помилки можуть призвести до того, що лінія не проходить через дві, три або більше точок, тому насправді використовується рядок, отриманий після застосування методу найменших квадратів (функція, яка вже включена в калькулятори). Все це передбачає високу лінійність, а отже, дотримання закону про Баранину-Пиво.

Розв’язані вправи

Вправа 1

Відомо, що розчин органічної сполуки з концентрацією 0,008739 М представляв поглинання 0,6346, виміряну при λ = 500 нм і довжиною клітини 0,5 см. Обчисліть молярну поглинальну здатність комплексу на цій довжині хвилі.

З цих даних ε можна вирішити безпосередньо:

ε = 0,6346 / (0,5 см) (0,008739 м)

145,23 М ^-1 ∙ см ^-1

Вправа 2

Наступні поглинання вимірюються при різних концентраціях металевого комплексу при довжині хвилі 460 нм та з комірою довжиною 1 см:

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

Обчисліть молярну поглинальну здатність комплексу.

Загалом п’ять пунктів. Для обчислення ε необхідно їх графікувати, розмістивши значення A на осі Y, а концентрації c - на осі X. Як тільки це буде зроблено, визначається лінія найменших квадратів, і за її рівнянням ми можемо визначити ε.

У цьому випадку після побудови точок та нанесення лінії з коефіцієнтом визначення R ² 0,9905 нахил дорівнює 7 ∙ 10 ^-4 ; тобто εb = 7 ∙ 10 ^-4 . Тому при b = 1см ε буде 1428,57 М ^-1 .см ^-1 ( 1/7 ∙ 10 ^-4 ).

Список літератури

1. Вікіпедія. (2018). Коефіцієнт молярного ослаблення. Відновлено з: en.wikipedia.org
2. Наука. (2018). Молярна абсорбція. Відновлено з: sciencestruck.com
3. Колориметричний аналіз: (закон пива або спектрофотометричний аналіз). Відновлено: chem.ucla.edu
4. Кернер Н. (другий). Експеримент II - Колір розчину, абсорбція та закон пива. Відновлено: umich.edu
5. Day, R., & Underwood, A. Кількісна аналітична хімія (5-е видання). PEARSON Prentice Hall, p-472.
6. Гонсалес М. (17 листопада 2010 р.). Поглинаюча здатність Відновлено з: quimica.laguia2000.com