Hur man beräknar Molar Absorptionskoefficienten

Molarabsorbansen, även känd som den molära extinktionskoefficienten, mäter förmågan hos en kemisk art att absorbera en viss våglängd av ljus. Denna information gör det möjligt att utföra en jämförande analys mellan olika kemiska föreningar utan att ta hänsyn till skillnaderna i koncentration eller storlek av lösningen under mätningarna. Detta är en allmänt använd data i kemi, som inte bör förväxlas med den extinktionskoefficient som oftast används i fysiken. Standardmåtten för molabsorption är liter per mol per centimeter (L mol^-1 cm^-1).

Metod 1

Beräkna Molar Absorptionen genom ekvation

Förstå Lambert-Beer-lagen om absorptionsförmåga: A = ɛlc. Standardekvationen i förhållande till absorbansen är A = ɛlc, var EN den representerar den mängd ljus som emitteras från valda våglängden och absorberas av provet i fråga, ɛ det är molarabsorbansen, l är det avstånd som räckte med ljus genom testkemisk lösning e c är koncentrationen av den absorberande kemiska arten per volymens volym av lösningen (d.v.s. "molaritet").

Absorbans (tidigare definierad "optisk densitet") kan också beräknas med hjälp av förhållandet mellan intensiteten hos ett referensprov och det för det okända provet. Det uttrycks av ekvationen A = logg₁₀(Den_eller/ I).
Intensiteten mäts med hjälp av en spektrofotometer.
Absorbansen hos en lösning varierar beroende på ljusvågans längd som passerar genom den. Vissa våglängder absorberas mer än andra, beroende på kompositionen av lösningen som undersöks, så kom ihåg att alltid ange vilken våglängd som användes för att utföra beräkningen.

Använd den inverse formeln av Lambert-öl ekvationen för att beräkna den molära absorptionsförmågan. Baserat på de algebraiska reglerna kan vi dela absorbansen med längd och koncentration för att isolera molär absorptionsförmåga i en medlem av den ursprungliga ekvationen genom att erhålla: ɛ = A / lc. Vid denna punkt kan vi använda ekvationen som erhållits för att beräkna molarabsorbansen av ljusvåglängden som används för mätningen.

Absorbansen hos de olika mätningarna kan variera beroende på lösningens koncentration och formen på behållaren som användes för att mäta ljusets intensitet. Molarabsorbansen kompenserar dessa variationer.

Med hjälp av en spektrofotometer kan du mäta värdena som ska ersättas med respektive variabler i ekvationen. Spektrofotometern är ett instrument som mäter mängden ljus, vid en specifik våglängd, som kan passera genom lösningen eller den förening som undersöks. En del av ljuset absorberas av den studerade lösningen, medan resten kommer att helt korsa den och användas för att beräkna dess absorbans.

Förbered lösningen som ska studeras med en känd koncentration av koncentrationen som kommer att ersättas av variabeln c ekvation. Mätningsenheten för koncentrationen är mol (mol) eller mol per liter (mol / l).

Att mäta variabeln l, rörets längd eller behållaren som används för att lagra lösningen måste mätas fysiskt. I detta fall är mätenheten centimeter.

Använd en spektrofotometer för att mäta absorbans, EN, av lösningen som testas, baserat på våglängden vald för att utföra mätningen. Mätningsenheten för våglängden är mätaren, men eftersom de flesta av vågorna har en mycket kortare längd, används i själva verket nanometern (nm) mycket oftare. Absorbans är inte associerad med någon måttenhet.

Ersätt de uppmätta värdena med motsvarande variabler i ekvationen och utför sedan beräkningarna för att erhålla molär absorptionskoefficient. Använd de värden som erhållits för variablerna EN, c och l och ersätt dem i ekvationen ɛ = A / lc. Multiplicera l för c, sedan dela upp EN för resultatet av denna produkt för att beräkna molarabsorbansen.

Exempelvis förutser vi att använda ett rör med en längd av 1 cm och att mäta absorbansen hos en lösning med en grad av koncentration på 0,05 mol / L. Absorbansen hos lösningen i fråga, när den är korsad av en våg med en längd lika med 280 nm, är 1,5. Vad är den molära absorptionen av lösningen som behandlas?

ɛ₂₈₀ = A / lc = 1,5 / (1 x 0,05) = 30 1 mol^-1 cm^-1

Metod 2

Beräkna Molar Absorbance Graphically

Mät ljusvågans intensitet när den passerar genom olika koncentrationer av samma lösning. Skapa 3-4 prov av en lösning i olika koncentrationer. Den använder en spektrofotometer för att mäta absorbansen hos vart och ett av lösningsproverna när de kryssas av en specifik ljusvåglängd. Börja testa lösningen med den lägsta koncentrationen och sedan flytta till provet med högre koncentration. Den ordning i vilken du gör mätningarna är inte viktig, men används för att hålla reda på vilken absorbans som ska användas under de olika beräkningarna.

Rita ett diagram över mätförloppet baserat på koncentration och absorbans. Med hjälp av data som erhållits med spektrofotometern rapporterar den varje punkt på a linjediagram. Den returnerar koncentrationen på X-axeln och absorbansen på Y-axeln, så den använder de uppmätta värdena som koordinater för varje punkt.

Anslut nu de poäng som erhållits genom att dra en linje. Om mätningarna som tidigare har gjort är korrekta, bör få en rak linje för att indikera att, som uttrycks av Beer-Lambert lag är absorbansen och koncentrationen relaterad med ett proportionellt förhållande.

Bestäm det lutning av trendlinjen definierad av de olika punkterna som erhållits från de instrumentella mätningarna. Att beräkna lutningen på en linje, med användning av lämplig formel som ger subtrahera respektive X- och Y-koordinaterna för ett val av två punkter i testlinjen och sedan för att beräkna Y / X-förhållande.

Ekvationen i förhållande till lutningen av en linje är (Y₂ - Y₁) / (X₂ - X₁). Den högsta punkten för linjen ifråga identifieras av indexet 2, medan den lägsta punkten indikeras av indexet 1.

Exempelvis föreställer vi att testlösningens absorbans vid en koncentration av 0,2 mol är lika med 0,27, medan den vid en koncentration av 0,3 mol är 0,41. Absorbansen representerar den kartesiska koordinaten Y, medan koncentrationen representerar den kartesiska koordinaten X för varje punkt. Med hjälp av ekvationen för beräkning av lutningen på en rak linje kommer vi att erhålla (Y₂ - Y₁) / (X₂ - X₁) = (0,41-0,27) / (0,3-0,2) = 0,14 / 0,1 = 1,4, vilket representerar lutningen av spårlinjen.

Dela lutningen av linjen genom längden på ljusvågbanan (i detta fall rörets djup) för att erhålla molär absorption. Det slutgiltiga steget i denna metod för beräkning av den molära absorptionskoefficienten är att dela lutningen med längden på banan som gjorts av den ljusvåg som används för mätningarna. I det här fallet måste vi använda längden på röret som används för mätningar gjorda av spektrofotometern.

I vårt exempel erhöll vi en lutning på 1,4 av den raka linjen som representerar förhållandet mellan absorbans och kemisk koncentration av testlösningen. Om man antar att rörlängden som används för mätningarna är 0,5 cm, kommer vi att erhålla att den molära absorbansen är lika med 1,4 / 0,5 = 2,8 1 mol^-1 cm^-1.

Dela på sociala nätverk:

Relaterade