Das molares Absorptionsvermögen Es ist eine chemische Eigenschaft, die angibt, wie viel Licht eine Spezies in Lösung absorbieren kann. Dieses Konzept ist sehr wichtig für die spektroskopische Analyse der Absorption von Photonenstrahlung mit Energien im ultravioletten und sichtbaren Bereich (UV-vis)..
Da Licht aus Photonen mit eigenen Energien (oder Wellenlängen) besteht, kann je nach Art oder analysierter Mischung ein Photon stärker absorbiert werden als ein anderes. Das heißt, Licht wird bei bestimmten Wellenlängen absorbiert, die für die Substanz charakteristisch sind.
Somit ist der Wert des molaren Absorptionsvermögens direkt proportional zum Absorptionsgrad von Licht bei einer gegebenen Wellenlänge. Wenn die Spezies wenig rotes Licht absorbiert, ist ihr Absorptionswert niedrig; Wenn dagegen eine starke Absorption von rotem Licht vorliegt, hat das Absorptionsvermögen einen hohen Wert.
Eine Art, die rotes Licht absorbiert, reflektiert eine grüne Farbe. Wenn die grüne Farbe sehr intensiv und dunkel ist, bedeutet dies, dass rotes Licht stark absorbiert wird.
Einige Grüntöne können jedoch auf die Reflexionen verschiedener Gelb- und Blautöne zurückzuführen sein, die gemischt und als Türkis, Smaragd, Glas usw. wahrgenommen werden..
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Das molare Absorptionsvermögen ist auch unter den folgenden Bezeichnungen bekannt: spezifische Extinktion, molarer Dämpfungskoeffizient, spezifische Absorption oder Bunsen-Koeffizient; Es wurde sogar auf andere Weise benannt, daher war es eine Quelle der Verwirrung.
Aber was genau ist das molare Absorptionsvermögen? Es ist eine Konstante, die im mathematischen Ausdruck des Lamber-Beer-Gesetzes definiert ist und lediglich angibt, wie viel die chemische Spezies oder Mischung Licht absorbiert. Eine solche Gleichung lautet:
A = εbc
Wobei A die Absorption der Lösung bei einer ausgewählten Wellenlänge λ ist; b ist die Länge der Zelle, in der sich die zu analysierende Probe befindet, und daher die Entfernung, die das Licht innerhalb der Lösung zurücklegt; c ist die Konzentration der absorbierenden Spezies; und ε das molare Absorptionsvermögen.
Bei gegebenem λ, ausgedrückt in Nanometern, bleibt der Wert von ε konstant; Wenn sich jedoch die Werte von λ ändern, dh wenn Absorptionen mit Lichtern anderer Energien gemessen werden, ändert sich ε und erreicht entweder einen minimalen oder einen maximalen Wert.
Wenn sein Maximalwert bekannt ist, ist εmax, wird gleichzeitig λ bestimmtmax;; das Licht, das die Art am meisten absorbiert:
Was sind die Einheiten von ε? Um sie zu finden, muss bekannt sein, dass Extinktionen dimensionslose Werte sind. und daher muss sich die Multiplikation der Einheiten von b und c aufheben.
Die Konzentration der absorbierenden Spezies kann entweder in g / l oder mol / l ausgedrückt werden, und b wird üblicherweise in cm oder m ausgedrückt (weil es die Länge der Zelle ist, durch die der Lichtstrahl tritt). Die Molarität ist gleich mol / l, daher wird c auch als M ausgedrückt.
Wenn wir also die Einheiten von b und c multiplizieren, erhalten wir: M ∙ cm. Welche Einheiten müssen dann ε haben, um den Wert von A dimensionslos zu machen? Diejenigen, die M ∙ cm multiplizieren, ergeben einen Wert von 1 (M x cm x U = 1). Wenn wir nach U auflösen, erhalten wir einfach M.-1∙ cm-1, was auch geschrieben werden kann als: L ∙ mol-1∙ cm-1.
Verwenden Sie in der Tat die M-Einheiten-1∙ cm-1 oder L ∙ mol-1∙ cm-1 Beschleunigen Sie die Berechnungen, um das molare Absorptionsvermögen zu bestimmen. Es wird jedoch auch oft in Einheiten von m ausgedrücktzwei/ mol oder cmzwei/ mol.
Wenn mit diesen Einheiten ausgedrückt, müssen einige Umrechnungsfaktoren verwendet werden, um die Einheiten von b und c zu modifizieren.
Das molare Absorptionsvermögen kann direkt berechnet werden, indem es in der obigen Gleichung gelöst wird:
ε = A / bc
Wenn die Konzentration der absorbierenden Spezies, die Zelllänge und die bei einer Wellenlänge erhaltene Absorption bekannt sind, kann & egr; berechnet werden. Diese Art der Berechnung liefert jedoch einen ungenauen und unzuverlässigen Wert.
Wenn Sie sich die Lambert-Beer-Gesetzgleichung genau ansehen, werden Sie feststellen, dass sie wie die Gleichung einer Linie aussieht (Y = aX + b). Dies bedeutet, dass, wenn die Werte von A auf der Y-Achse und die von c auf der X-Achse aufgetragen sind, eine gerade Linie erhalten werden muss, die durch den Ursprung (0,0) verläuft. Somit würde A zu Y werden, X wäre c und a wäre gleich εb.
Sobald die Linie grafisch dargestellt ist, reicht es daher aus, zwei beliebige Punkte zu verwenden, um die Steigung zu bestimmen, d. H. A. Sobald dies geschehen ist und die Länge der Zelle b bekannt ist, ist es leicht, den Wert von & epsi; zu lösen.
Im Gegensatz zur direkten Clearance ermöglicht die grafische Darstellung von A gegen c die Mittelung der Absorptionsmessungen und reduziert den experimentellen Fehler. Darüber hinaus können unendliche Linien durch einen einzelnen Punkt verlaufen, sodass ein direkter Abstand nicht praktikabel ist.
Ebenso können experimentelle Fehler dazu führen, dass eine Linie nicht durch zwei, drei oder mehr Punkte verläuft, sodass die nach Anwendung der Methode der kleinsten Quadrate erhaltene Linie tatsächlich verwendet wird (eine Funktion, die bereits in Taschenrechnern enthalten ist). All dies unter der Annahme einer hohen Linearität und damit der Einhaltung des Lamber-Beer-Gesetzes..
Es ist bekannt, dass eine Lösung einer organischen Verbindung mit einer Konzentration von 0,008739 M eine Extinktion von 0,6346 aufwies, gemessen bei λ = 500 nm und mit einer Zelllänge von 0,5 cm. Berechnen Sie das molare Absorptionsvermögen des Komplexes bei dieser Wellenlänge.
Aus diesen Daten kann ε direkt gelöst werden:
ε = 0,6346 / (0,5 cm) (0,008739 M)
145,23 M.-1∙ cm-1
Die folgenden Extinktionen werden bei verschiedenen Konzentrationen eines Metallkomplexes bei einer Wellenlänge von 460 nm und mit einer Zelle von 1 cm Länge gemessen:
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
Berechnen Sie das molare Absorptionsvermögen des Komplexes.
Es gibt insgesamt fünf Punkte. Um ε zu berechnen, müssen sie grafisch dargestellt werden, indem die Werte von A auf der Y-Achse und die Konzentrationen c auf der X-Achse platziert werden. Sobald dies geschehen ist, wird die Linie der kleinsten Quadrate bestimmt, und mit ihrer Gleichung können wir bestimmen ε.
In diesem Fall zeichnen Sie die Punkte und zeichnen die Linie mit einem Bestimmungskoeffizienten R.zwei 0,9905 beträgt die Steigung 7 ∙ 10-4;; das heißt, & epsi; b = 7 ≤ 10-4. Daher beträgt ε bei b = 1 cm 1428,57 M.-1.cm-1 (1/7 ∙ 10-4).
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