Chłonność molowa w tym, co składa, jak to obliczyć, rozwiązano ćwiczenia



The absorpcja molowa jest to właściwość chemiczna, która wskazuje, ile światła gatunek może wchłonąć w roztworze. Ta koncepcja jest bardzo ważna w analizie spektroskopowej absorpcji promieniowania fotonów o energiach w zakresie ultrafioletu i widzialnym (Uv-vis).

Ponieważ światło składa się z fotonów o własnych energiach (lub długościach fal), w zależności od analizowanego gatunku lub mieszaniny, jeden foton może być absorbowany w większym stopniu niż inny; to znaczy światło jest pochłaniane przy pewnych długościach fal charakterystycznych dla substancji.

Zatem wartość absorpcji molowej jest wprost proporcjonalna do stopnia absorpcji światła przy określonej długości fali. Jeśli gatunek pochłonie niewielkie czerwone światło, jego wartość absorpcji będzie niska; mając na uwadze, że w przypadku wyraźnej absorpcji światła czerwonego absorpcyjność będzie miała wysoką wartość.

Gatunek pochłaniający czerwone światło będzie odbijał zielony kolor. Jeśli zielony kolor jest bardzo intensywny i ciemny, oznacza to, że występuje silne pochłanianie światła czerwonego.

Jednak niektóre odcienie zieleni mogą być spowodowane odbiciami różnych zakresów żółtych i niebieskich, które są mieszane i postrzegane jako turkus, szmaragdowa zieleń, szkło itp..

Indeks

  • 1 Jaka jest absorpcja molowa??
    • 1,1 jednostki
  • 2 Jak to obliczyć?
    • 2.1 Bezpośrednie rozliczenie
    • 2.2 Metoda graficzna
  • 3 rozwiązane ćwiczenia
    • 3.1 Ćwiczenie 1
    • 3.2 Ćwiczenie 2
  • 4 odniesienia

Jaka jest absorpcja molowa??

Chłonność molowa jest również znana z następującymi oznaczeniami: specyficzne wymieranie, współczynnik tłumienia molowego, absorpcja właściwa lub współczynnik Bunsena; nawet został nazwany w inny sposób, więc był źródłem zamieszania.

Ale co to jest absorpcja molowa? Jest to stała zdefiniowana w matematycznym wyrażeniu prawa Lamber-Beer i po prostu wskazuje, jak bardzo cząsteczki chemiczne lub mieszanina absorbują światło. Takie równanie to:

A = εbc

Gdzie A oznacza absorbancję roztworu przy wybranej długości fali λ; b jest długością komórki, w której znajduje się próbka, która ma być analizowana, i dlatego jest to odległość, którą światło przechodzi przez roztwór; c oznacza stężenie gatunków absorbujących; i ε, molowa absorpcyjność.

Biorąc pod uwagę λ, wyrażoną w nanometrach, wartość ε pozostaje stała; ale przez zmianę wartości λ, to znaczy przez pomiar absorbancji za pomocą świateł innych energii, ε zmiany, osiągając wartość minimalną lub maksymalną.

Jeśli znana jest jego maksymalna wartość, εmax, jest określany w tym samym czasie λmax; to znaczy światło, które najbardziej pochłania gatunki:

Jednostki

Jakie są jednostki ε? Aby je znaleźć, należy wiedzieć, że absorbancje są wartościami bezwymiarowymi; dlatego też mnożenie jednostek b i c musi zostać anulowane.

Stężenie gatunków absorbujących można wyrazić wg / L lub mol / L, a b zazwyczaj wyraża się w cm lub m (ponieważ jest to długość komórki przechodzącej przez wiązkę światła). Molarność jest równa mol / L, więc c jest również wyrażone jako M.

Zatem mnożąc jednostki b i c otrzymujemy: M ∙ cm. Jakie jednostki muszą wtedy mieć ε, aby pozostawić wartość A bezwymiarową? Te, które przy pomnożeniu M ∙ cm dają wartość 1 (M ∙ cm x U = 1). Czyszczenie U, dostajesz po prostu M-1∙ cm-1, które można również zapisać jako: L ∙ mol-1∙ cm-1.

W rzeczywistości użyj jednostek M-1∙ cm-1 lub L ∙ mol-1∙ cm-1 usprawnienie obliczeń w celu określenia absorpcji molowej. Zwykle jest to również wyrażane za pomocą jednostek m2/ mol lub cm2/ mol.

Gdy jest wyrażona za pomocą tych jednostek, niektóre współczynniki konwersji muszą być użyte do modyfikacji jednostek b i c.

Jak to obliczyć?

Bezpośredni odprawa

Chłonność molową można obliczyć bezpośrednio, usuwając ją w poprzednim równaniu:

ε = A / bc

Jeśli znane jest stężenie substancji absorbujących, można obliczyć długość komórki i jaka jest jej absorbancja przy długości fali ε. Jednak ten sposób obliczania daje niedokładną i niewiarygodną wartość.

Metoda graficzna

Jeśli równanie prawa Lamberta-Beera jest uważnie obserwowane, należy zauważyć, że przypomina ono równanie linii (Y = aX + b). Oznacza to, że jeśli wykreślasz wartości A na osi Y, a wartości c na osi X, musisz uzyskać linię prostą przechodzącą przez początek (0,0). Zatem A byłoby Y, X byłoby c, a a byłoby równe εb.

Dlatego też, rysując linię, po prostu zrób dwa punkty, aby określić nachylenie, czyli a. Po wykonaniu tej czynności i określeniu długości komórki, b, łatwo jest wyczyścić wartość ε.

W przeciwieństwie do bezpośredniego luzu, wykreślenie A vs c umożliwia uśrednienie pomiarów absorbancji i zmniejszenie błędu doświadczalnego; a także, że pojedynczy punkt może przechodzić nieskończenie prosto, więc nie jest to praktyczny bezpośredni luz.

Podobnie błędy eksperymentalne mogą spowodować, że linia nie przejdzie przez dwa, trzy lub więcej punktów, więc linia uzyskana po zastosowaniu metody najmniejszych kwadratów jest rzeczywiście używana (funkcja, która jest już włączona w kalkulatory). Wszystko to przy założeniu wysokiej liniowości, a zatem zgodności z prawem Lamber-Beer.

Rozwiązane ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wiadomo, że roztwór związku organicznego o stężeniu 0,008739 M wykazywał absorbancję 0,6346, zmierzoną przy λ = 500 nm i z komórką o długości 0,5 cm. Oblicz, jaka jest molowa chłonność kompleksu przy tej długości fali.

Z tych danych można bezpośrednio usunąć ε:

ε = 0,6346 / (0,5 cm) (0,008739M)

145,23 M-1∙ cm-1

Ćwiczenie 2

Następujące absorbancje mierzy się przy różnych stężeniach kompleksu metalu przy długości fali 460 nm i komórce o długości 1 cm:

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

Oblicz molową absorpcyjność kompleksu.

W sumie jest pięć punktów. Aby obliczyć ε, konieczne jest wykreślenie ich przez umieszczenie wartości A na osi Y, a stężeń c na osi X. Po wykonaniu tej czynności określana jest linia najmniejszych kwadratów, a przy jej równaniu możemy określić ε.

W tym przypadku punkty są wykreślane, a linia narysowana ze współczynnikiem determinacji R2 0,9905, nachylenie wynosi 7 ∙ 10-4; to znaczy εb = 7 ∙ 10-4. Dlatego przy b = 1 cm, ε wyniesie 1428,57 M-1.cm-1 (1/7 ∙ 10-4).

Referencje

  1. Wikipedia. (2018). Współczynnik tłumienia molowego. Źródło: en.wikipedia.org
  2. Science Struck. (2018). Chłonność molowa. Źródło: sciencestruck.com
  3. Analiza kolorymetryczna: (prawo Beera lub analiza spektrofotometryczna). Źródło: chem.ucla.edu
  4. Kerner N. (s.f.). Eksperyment II - kolor roztworu, absorbancja i prawo Beera. Źródło: umich.edu
  5. Dzień, R. i Underwood, A. Ilościowa chemia analityczna (piąte wydanie). PEARSON Prentice Hall, p-472.
  6. Gonzáles M. (17 listopada 2010 r.). Chłonność Źródło: quimica.laguia2000.com