MOLARABSORPTIVITET: HUR MAN BERÄKNAR DET OCH LÖSTE ÖVNINGAR - KEMI - 2026

Den molära absorptiviteten är en kemisk egenskap som indikerar hur mycket ljus som kan absorbera en art i lösningen. Detta koncept är mycket viktigt inom den spektroskopiska analysen av absorption av fotonstrålning med energier i det ultravioletta och synliga området (UV-vis).

Eftersom ljus är sammansatt av fotoner med sina egna energier (eller våglängder), beroende på den analyserade typen eller blandningen, kan en foton absorberas i större grad än en annan; dvs. ljus absorberas vid vissa våglängder som är karakteristiska för ämnet.

Källa: Dr. Console, från Wikimedia Commons

Således är värdet på den molära absorptiviteten direkt proportionell mot graden av absorption av ljus vid en given våglängd. Om arten absorberar lite rött ljus kommer dess absorptionsvärde att vara lågt; medan det finns en uttalad absorption av rött ljus, kommer absorptiviteten att ha ett högt värde.

En art som tar upp rött ljus kommer att spegla en grön färg. Om den gröna färgen är mycket intensiv och mörk, betyder det att det finns en stark absorption av rött ljus.

Vissa gröna nyanser kan emellertid bero på reflektionerna av olika områden av gula och blues, som blandas och uppfattas som turkos, smaragd, glas, etc.

Vad är molär absorptivitet?

Molär absorptivitet är också känd genom följande beteckningar: specifik utrotning, molär dämpningskoefficient, specifik absorption eller Bunsen-koefficient; Det har till och med namngivits på andra sätt, varför det har varit en källa till förvirring.

Men vad är exakt molär absorptivitet? Det är en konstant som definieras i det matematiska uttrycket i Lamber-Beer-lagen, och det anger helt enkelt hur mycket den kemiska arten eller blandningen absorberar ljus. En sådan ekvation är:

A = εbc

Där A är lösningens absorbans vid en vald våglängd X; b är längden på cellen där provet som ska analyseras innehåller och därför är avståndet som ljuset korsar i lösningen; c är koncentrationen av den absorberande arten; och e, den molära absorptiviteten.

Med tanke på λ, uttryckt i nanometer, förblir värdet på konstant; men när du ändrar värdena på λ, det vill säga vid mätning av absorbanser med ljus på andra energier, ändras ε och når antingen ett minimi- eller maximivärde.

Om dess maximala värde, ε _max , är känd, bestäms ma _max samtidigt ; det vill säga det ljus som arten tar upp mest:

Källa: Gabriel Bolívar

Enheter

Vilka är enheterna i ε? För att hitta dem måste det vara känt att absorbanser är dimensionella värden; och därför måste multiplikationen av enheterna i b och c avbrytas.

Koncentrationen av den absorberande arten kan uttryckas antingen i g / L eller mol / L, och b uttrycks vanligtvis i cm eller m (eftersom det är längden på cellen som ljusstrålen passerar genom). Molaritet är lika med mol / L, så c uttrycks också som M.

Således multiplicerar vi enheterna b och c: M ∙ cm. Vilka enheter måste då ε behöva för att göra värdet A dimensionlöst? De som multiplicerar M ∙ cm ger ett värde på 1 (M ∙ cm x U = 1). Lösning för U får vi helt enkelt M ^-1 ∙ cm ^-1 , som också kan skrivas som: L ∙ mol ^-1 ∙ cm ^-1 .

Faktum är att användningen av enheterna M ^-1 ∙ cm ^-1 eller L ∙ mol ^-1 ∙ cm ^-1 snabbar upp beräkningarna för bestämning av molär absorptivitet. Emellertid uttrycks det också vanligtvis i enheter av m ^{^} / mol eller cm ^{^} / mol.

När de uttrycks i dessa enheter måste vissa omvandlingsfaktorer användas för att modifiera enheterna i b och c.

Hur beräknar jag det?

Direkt godkännande

Molär absorptivitet kan beräknas direkt genom att lösa den i ovanstående ekvation:

ε = A / bc

Om koncentrationen av den absorberande arten, celllängden och absorbansen erhållen vid en våglängd är känd, kan e beräknas. Detta sätt att beräkna ger emellertid ett felaktigt och opålitligt värde.

Grafningsmetod

Om du tittar noga på Lambert-Beer-lagsekvationen kommer du att märka att det ser ut som ekvationen för en linje (Y = aX + b). Detta betyder att om värdena för A är plottade på Y-axeln och värdena för c på X-axeln, måste en rak linje erhållas som passerar genom ursprunget (0,0). Således skulle A bli Y, X skulle vara c, och det skulle vara lika med εb.

Därför räcker det med att ta två poäng för att bestämma lutningen, dvs. a. När detta är gjort, och cellens längd, b, är känd, är det lätt att lösa för värdet på ε.

Till skillnad från direkt frigång, möjliggör att plotta A vs c att genomsätta absorbansmätningarna och minskar det experimentella felet; Och oändliga linjer kan också passera genom en enda punkt, så direkt avstånd är inte praktiskt.

På samma sätt kan experimentfel orsaka att en linje inte passerar genom två, tre eller fler punkter, så i själva verket används den linje som erhållits efter tillämpning av minsta kvadratmetod (en funktion som redan är integrerad i kalkylatorer). Allt detta förutsätter en hög linjäritet, och därför överensstämmelse med Lamber-Beer-lagen.

Lösta övningar

Övning 1

Det är känt att en lösning av en organisk förening med en koncentration av 0,008739 M uppvisade en absorbans av 0,6346, mätt vid X = 500 nm och med en celllängd 0,5 cm. Beräkna den molära absorptiviteten för komplexet vid den våglängden.

Från dessa data kan ε lösas direkt:

e = 0,6346 / (0,5 cm) (0,008739M)

145,23 M ^-1 ∙ cm ^-1

Övning 2

Följande absorbanser mäts vid olika koncentrationer av ett metallkomplex vid en våglängd av 460 nm och med en cell på 1 cm i längd:

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

Beräkna komplexets molabsorptivitet.

Det finns totalt fem poäng. För att beräkna ε är det nödvändigt att kurva dem genom att placera värdena på A på Y-axeln och koncentrationerna c på X-axeln. När detta är gjort bestäms den minsta kvadratlinjen och med dess ekvation kan vi bestämma ε.

I detta fall, efter att plotta punkter och dragning av linjen med en determinationskoefficienten R ² av 0,9905, är lutningen lika med 7 ∙ 10 ^-4 ; det vill säga, εb = 7 ∙ 10 ^-4 . Därför, med b = 1 cm, kommer e att vara 1428,57 M ^-1. Cm ^-1 ( 1/7 ∙ 10 ^-4 ).

referenser

1. Wikipedia. (2018). Molär dämpningskoefficient. Återställd från: en.wikipedia.org
2. Science Struck. (2018). Molarabsorptivitet. Återställd från: sciencestruck.com
3. Kolorimetrisk analys: (Biers lag eller spektrofotometrisk analys). Återställdes från: chem.ucla.edu
4. Kerner N. (nd). Experiment II - Solution Color, Absorbance and Beer's Law. Återställd från: umich.edu
5. Day, R., & Underwood, A. Quantitative Analytical Chemistry (5: e upplagan). PEARSON Prentice Hall, s-472.
6. Gonzáles M. (17 november 2010). absorptivitet Återställd från: quimica.laguia2000.com