Μοριακή απορροφητικότητα σε αυτό που συνίσταται, πώς να το υπολογίσει, λύσεις ασκήσεις

Το μοριακή απορροφητικότητα είναι μια χημική ιδιότητα που υποδεικνύει πόσο φως ένα είδος μπορεί να απορροφήσει στο διάλυμα. Αυτή η έννοια είναι πολύ σημαντική στην φασματοσκοπική ανάλυση της απορρόφησης ακτινοβολίας των φωτονίων με ενέργειες στην υπεριώδη και ορατή περιοχή (Uv-vis).

Δεδομένου ότι το φως αποτελείται από φωτόνια με τις δικές τους ενέργειες (ή μήκη κύματος), ανάλογα με το είδος ή το μείγμα που αναλύεται, ένα φωτόνιο μπορεί να απορροφηθεί σε μεγαλύτερο βαθμό από το άλλο. δηλαδή, το φως απορροφάται σε ορισμένα μήκη κύματος που είναι χαρακτηριστικά της ουσίας.

Έτσι, η τιμή της γραμμομοριακής απορροφητικότητας είναι ευθέως ανάλογη με τον βαθμό απορρόφησης του φωτός σε ένα ορισμένο μήκος κύματος. Εάν το είδος απορροφά λίγο κόκκινο φως, η απορροφητικότητα του θα είναι χαμηλή. ενώ εάν υπάρχει έντονη απορρόφηση κόκκινου φωτός, η απορροφητικότητα θα έχει υψηλή αξία.

Ένα είδος που απορροφά το κόκκινο φως θα αντικατοπτρίζει ένα πράσινο χρώμα. Εάν το πράσινο χρώμα είναι πολύ έντονο και σκοτεινό, αυτό σημαίνει ότι υπάρχει έντονη απορρόφηση του κόκκινου φωτός.

Ωστόσο, ορισμένες αποχρώσεις του πράσινου μπορεί να προκληθεί από ανακλάσεις των διαφορετικές αποχρώσεις του κίτρινου και μπλε, τα οποία αναμιγνύονται και γίνονται αντιληπτοί ως πράσινο τυρκουάζ, σμαράγδι, γυαλί, κλπ.

Ευρετήριο

• 1 Ποια είναι η μοριακή απορροφητικότητα;?
  • 1.1 Μονάδες
• 2 Πώς να το υπολογίσετε?
  • 2.1 Άμεση εκκαθάριση
  • 2.2 Μέθοδος γραφήματος
• 3 Ασκήσεις που επιλύθηκαν
  • 3.1 Άσκηση 1
  • 3.2 Άσκηση 2
• 4 Αναφορές

Ποια είναι η μοριακή απορροφητικότητα;?

Η μοριακή απορροφητικότητα είναι επίσης γνωστή με τους ακόλουθους χαρακτηρισμούς: ειδική εξάλειψη, συντελεστής μοριακής εξασθένησης, ειδική απορρόφηση ή συντελεστής Bunsen. Ακόμη, έχει έρθει να ονομαστεί με άλλους τρόπους, έτσι ήταν μια πηγή σύγχυσης.

Αλλά τι ακριβώς είναι η μοριακή απορροφητικότητα; Είναι μια σταθερά που ορίζεται στη μαθηματική έκφραση του νόμου της Lamber-Beer και δείχνει απλώς πόσο το χημικό είδος ή το μείγμα απορροφά το φως. Μια τέτοια εξίσωση είναι:

Α = εbc

Όπου Α είναι η απορρόφηση του διαλύματος σε επιλεγμένο μήκος κύματος λ. το b είναι το μήκος του κυττάρου όπου περιέχεται το δείγμα που πρόκειται να αναλυθεί και, συνεπώς, η απόσταση που περνά το φως μέσω του διαλύματος. c είναι η συγκέντρωση του απορροφητικού είδους. και ε, την μοριακή απορροφητικότητα.

Με δεδομένο το λ, που εκφράζεται σε νανόμετρα, η τιμή του ε παραμένει σταθερή. αλλά μεταβάλλοντας τις τιμές λ, δηλαδή, μετρώντας τις απορροφήσεις με τα φώτα άλλων ενεργειών, ε αλλάζει, φτάνοντας είτε μια ελάχιστη ή μέγιστη τιμή.

Αν είναι γνωστή η μέγιστη τιμή του, ε_max, προσδιορίζεται ταυτόχρονα λ_max? δηλαδή, το φως που απορροφά περισσότερο το είδος:

Μονάδες

Ποιες είναι οι μονάδες ε; Για να τα βρούμε, πρέπει να είναι γνωστό ότι οι απορροφήσεις είναι αδιάστατες τιμές. και επομένως ο πολλαπλασιασμός των μονάδων των b και c πρέπει να ακυρωθεί.

Η συγκέντρωση των σωματιδίων απορροφήσεως μπορεί να εκφραστεί είτε σε g / L ή moles / L, και το b είναι συνήθως εκφράζεται σε cm ή m (επειδή είναι το μήκος του κελιού που διέρχεται από την δέσμη). Η μοριακότητα είναι ίση με mol / L, οπότε γ εκφράζεται επίσης ως Μ.

Έτσι, πολλαπλασιάζοντας τις μονάδες των b και c λαμβάνουμε: M ∙ cm. Τι μονάδες πρέπει στη συνέχεια να έχουν ε για να αφήσουν την τιμή του Α χωρίς διαστάσεις; Εκείνοι που όταν πολλαπλασιάζονται M ∙ cm δίνουν μια τιμή 1 (M ∙ cm x U = 1). Εκκαθάριση U, παίρνετε απλά M^-1∙ cm^-1, που μπορεί επίσης να γραφτεί ως: L ∙ mol^-1∙ cm^-1.

Στην πραγματικότητα, χρησιμοποιήστε τις μονάδες M^-1∙ cm^-1 ή L ∙ mol^-1∙ cm^-1 να βελτιστοποιήσει τους υπολογισμούς για τον προσδιορισμό της γραμμομοριακής απορροφητικότητας. Ωστόσο, εκφράζεται επίσης συνήθως με μονάδες m²/ mol ή cm²/ mol.

Όταν εκφράζεται με αυτές τις μονάδες, πρέπει να χρησιμοποιούνται μερικοί συντελεστές μετατροπής για να τροποποιηθούν οι μονάδες των b και c.

Πώς να το υπολογίσετε?

Άμεση εκκαθάριση

Η μοριακή απορροφητικότητα μπορεί να υπολογιστεί απευθείας με την εκκαθάρισή της στην προηγούμενη εξίσωση:

ε = A / bc

Εάν η συγκέντρωση των απορροφητικών ειδών είναι γνωστή, το μήκος του κυττάρου και ποια είναι η απορρόφηση που λαμβάνεται σε ένα μήκος κύματος, μπορεί να υπολογιστεί ε. Ωστόσο, αυτός ο τρόπος υπολογισμού του αποδίδει μια ανακριβή και αναξιόπιστη αξία.

Μέθοδος γραφήματος

Εάν η εξίσωση του νόμου Lambert-Beer παρατηρηθεί προσεκτικά, θα σημειωθεί ότι μοιάζει με την εξίσωση μιας γραμμής (Y = aX + b). Αυτό σημαίνει ότι εάν σχεδιάσετε τις τιμές του Α στον άξονα Υ και αυτές του c στον άξονα Χ, πρέπει να αποκτήσετε μια ευθεία γραμμή που περνά από την προέλευση (0,0). Έτσι, το Α θα είναι Υ, το Χ θα είναι c, και το a θα είναι ίσο με εb.

Επομένως, σχεδιάζοντας τη γραμμή, πάρτε ακριβώς δύο σημεία για να καθορίσετε την κλίση, δηλαδή, a. Μόλις γίνει αυτό και το μήκος της κυψέλης είναι γνωστό, β, είναι εύκολο να καθαρίσετε την τιμή ε.

Σε αντίθεση με την άμεση κάθαρση, η αντιστοίχιση A vs. c επιτρέπει τη μέτρηση των μετρήσεων απορρόφησης κατά μέσον όρο και τη μείωση του πειραματικού σφάλματος. και επίσης, για ένα μόνο σημείο μπορεί να περάσει άπειρο ευθεία, έτσι δεν είναι πρακτική άμεση εκκαθάριση.

Επίσης, οι πειραματικές σφάλματα μπορούν να κάνουν μια ευθεία γραμμή δεν περνά μέσα από δύο, τρία ή περισσότερα σημεία, έτσι ώστε πραγματικά η γραμμή που λαμβάνεται χρησιμοποιείται μετά την εφαρμογή της μεθόδου των ελαχίστων τετραγώνων (λειτουργία που έχει ήδη ενσωματωθεί σε υπολογιστές). Όλη αυτή η παραδοχή υψηλή γραμμικότητα, και ως εκ τούτου η επιβολή του νόμου Lamber-Beer.

Επιλυμένες ασκήσεις

Άσκηση 1

Είναι γνωστό ότι διάλυμα οργανικής ένωσης με συγκέντρωση 0.008739 Μ παρουσίασε απορρόφηση 0.6346, μετρούμενη σε λ = 500 nm και με κύτταρο μήκους 0.5 cm. Υπολογίστε ποια είναι η γραμμομοριακή απορροφητικότητα του συμπλόκου στο εν λόγω μήκος κύματος.

Από αυτά τα δεδομένα μπορείτε να καθαρίσετε απευθείας ε:

ε = 0.6346 / (0.5cm) (0.008739Μ)

145,23 Μ^-1∙ cm^-1

Άσκηση 2

Οι ακόλουθες απορροφήσεις μετριούνται σε διαφορετικές συγκεντρώσεις μεταλλικού συμπλόκου σε μήκος κύματος 460 nm και με κυψελίδα μήκους 1 cm:

Α: 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

Υπολογίστε τη γραμμομοριακή απορροφητικότητα του συμπλόκου.

Υπάρχουν συνολικά πέντε σημεία. Για τον υπολογισμό ε αναγκαίο οικόπεδο να περιέρχονται τις τιμές του Α επί του άξονα Υ, και οι συγκεντρώσεις c στον άξονα Χ Άπαξ και γίνει αυτό, η γραμμή ελαχίστων τετραγώνων προσδιορίζεται, και η εξίσωση μπορεί να καθοριστεί ε.

Σε αυτή την περίπτωση, τα σημεία παρουσιάζονται γραφικά και η γραμμή γίνεται με συντελεστή προσδιορισμού R² του 0,9905, η κλίση είναι ίση με 7,10^-4? δηλαδή, εb = 7,10^-4. Επομένως, με b = 1cm, ε θα είναι 1428,57 M^-1.cm^-1 (1/7 ∙ 10^-4).

Αναφορές

1. Wikipedia. (2018). Μοριακός συντελεστής εξασθένησης. Ανακτήθηκε από: en.wikipedia.org
2. Science Struck. (2018). Μοριακή απορροφητικότητα. Ανακτήθηκε από: sciencestruck.com
3. Χρωματομετρική ανάλυση: (νόμος της μπύρας ή φασματοφωτομετρική ανάλυση). Ανακτήθηκε από: chem.ucla.edu
4. Kerner Ν. (S.f.). Πείραμα II - Χρώμα διαλύματος, απορρόφηση και νόμος της μπύρας. Ανακτήθηκε από: umich.edu
5. Ημέρα, R., & Underwood, Α. Ποσοτική Αναλυτική Χημεία (πέμπτη έκδοση). PEARSON Prentice Hall, ρ-472.
6. Gonzáles M. (17 Νοεμβρίου 2010). Απορροφητικότητα Ανακτήθηκε από: quimica.laguia2000.com