Hoe de molaire absorptiecoëfficiënt te berekenen?

Video: Hoe het molaire absorptievermogen uit de grafiek te berekenen?

Inhoud

Stappen
Methode 1 van 2: Bereken de molaire absorptiecoëfficiënt met behulp van de formule:
Methode 2 van 2: Grafische bevinding van de molaire absorptiecoëfficiënt
Aanvullende artikelen

De molaire absorptiecoëfficiënt, ook wel de molaire extinctiecoëfficiënt genoemd, is een maat voor hoe sterk chemische deeltjes (moleculen) van een stof licht absorberen bij een specifieke golflengte. Elke stof wordt gekenmerkt door zijn eigen molaire absorptiecoëfficiënt, die onafhankelijk is van concentratie en volume. Deze eigenschap wordt veel gebruikt in de chemie en moet niet worden verward met de extinctiecoëfficiënt, die vaker wordt gebruikt in de natuurkunde. De standaard maateenheid voor molaire absorptie is liter gedeeld door mol en per centimeter (L mol cm).

Stappen

Methode 1 van 2: Bereken de molaire absorptiecoëfficiënt met behulp van de formule:

1 Bekijk de wet Bouguer-Lambert-Beer:A = lc... De absorptie van licht in een medium wordt beschreven door de vergelijking A = lc, waar EEN - de hoeveelheid licht van een bepaalde golflengte die door het monster werd geabsorbeerd, ɛ - molaire absorptiecoëfficiënt, ik is de afstand die licht in oplossing aflegt, en C - de concentratie van de oplossing (het aantal bestudeerde moleculen per volume-eenheid).
- De absorptiecoëfficiënt kan ook worden gevonden uit de verhouding tussen de intensiteiten van het licht dat door de standaard wordt doorgelaten en het onderzochte monster. In dit geval is de vergelijking als volgt: A = log₁₀(I_O/ I).
- De lichtintensiteit wordt bepaald met een spectrofotometer.
- Het absorptievermogen van een oplossing hangt af van de golflengte van het licht dat er doorheen gaat. Bij bepaalde waarden van de golflengte wordt licht sterker geabsorbeerd dan bij andere, en deze waarden zijn afhankelijk van de samenstelling van de oplossing. Vergeet bij het rekenen niet aan te geven voor welke golflengte ze gemaakt zijn.
2 Converteer de wet van Bouguer-Lambert-Beer om de molaire absorptiecoëfficiënt uit te drukken. Verdeel beide zijden van de vergelijking door lengte en concentratie, en het resultaat is een uitdrukking voor de molaire absorptiecoëfficiënt: ɛ = A / lc... Met behulp van deze formule kunt u de molaire absorptiecoëfficiënt voor een specifieke golflengte berekenen.
- Het absorptievermogen op een vaste afstand is afhankelijk van de concentratie van de oplossing en de vorm van de gebruikte houder. De molaire absorptiecoëfficiënt elimineert deze factoren.
3 Meet de vereiste waarden met behulp van spectrofotometrie. In een spectrofotometer wordt licht met een bepaalde golflengte door een stof geleid, en aan de uitgang wordt de intensiteit van het doorgelaten licht gemeten. Een deel van het licht wordt door de oplossing geabsorbeerd en de lichtintensiteit neemt af. De spectrofotometer meet de intensiteit van het doorgelaten licht, dat wordt gebruikt om de molaire absorptiecoëfficiënt te berekenen.
- Bereid een oplossing met bekende concentratie voor voor analyse C... Bepaal de concentratie in eenheden van mol/gram of mol/liter.
- Voor het bepalen van ik meet de lengte van de gebruikte cuvet. Noteer de lengte in centimeters.
- Meet de absorptie met een spectrofotometer EEN voor een bepaalde golflengte. Golflengte wordt gemeten in meters, maar licht is zo kort dat het meestal wordt uitgedrukt in nanometers (nm). Het absorptievermogen is dimensieloos.
4 Steek de getallen in de vergelijking en vind de molaire absorptiecoëfficiënt. Neem numerieke waarden EEN, C en ik en steek ze in de formule ɛ = A / lc... Vermenigvuldigen ik op de Cen dan verdelen EEN met deze hoeveelheid om de molaire absorptiecoëfficiënt te vinden.
- Stel dat u de absorptie van een 0,05 mol/liter oplossing hebt gemeten met een kuvet van 1 cm. In dit geval was de absorptie 1,5 voor licht met een golflengte van 280 nm. Hoe de molaire absorptiecoëfficiënt voor een bepaalde oplossing te vinden?
  - ɛ₂₈₀ = A / lc = 1,5 / (1 x 0,05) = 30 L mol cm

Methode 2 van 2: Grafische bevinding van de molaire absorptiecoëfficiënt

1 Meet de intensiteit van het doorgelaten licht voor verschillende concentraties van de oplossing. Bereid 3-4 oplossingen met verschillende concentraties voor.Meet met behulp van een spectrofotometer de absorptie van oplossingen met verschillende concentraties voor een bepaalde golflengte. U kunt beginnen met de oplossing met de laagste concentratie. De volgorde is niet belangrijk, het belangrijkste is om de gemeten absorptiewaarden niet te verwarren en vast te leggen in overeenstemming met de concentraties.
2 Zet de verkregen waarden in de grafiek. Plot concentratie op de horizontale X-as en absorptie op de verticale Y-as, en plot de metingen als stippen.
- Trek een lijn tussen de punten. Als de metingen correct zijn uitgevoerd, zouden de punten op een rechte lijn moeten liggen, aangezien volgens de wet van Bouguer-Lambert-Beer het absorptievermogen recht evenredig is met de concentratie.
3 Definiëren helling rechtdoordoor de experimentele punten gaan. Om de helling van een rechte lijn te vinden, deelt u de toename van Y door de toename van de abscis X. Neem twee punten op de lijn, trek de corresponderende coördinaten van het ene punt af van de coördinaten van het andere en deel het Y-verschil door het X-verschil.
- De helling van een rechte lijn (de helling, of de raaklijn van de helling) wordt als volgt gevonden: (Y₂ - Ja₁) / (X₂ - X₁). In dit geval krijgt het hoger gelegen punt langs de rechte lijn de index 2 en het lagere punt - de index 1.
- Stel dat bij een molaire concentratie van 0,2 de absorptie 0,27 was en bij een concentratie van 0,3 0,41. Absorptie wordt uitgezet op de Y-as en concentratie op de X-as. Gebruik de bovenstaande vergelijking om de helling van een rechte lijn te vinden: (Y₂ - Ja₁) / (X₂ - X₁) = (0,41-0,27)/(0,3-0,2) = 0,14/0,1 = 1,4.
4 Om de molaire absorptiecoëfficiënt te vinden, deelt u de helling van een rechte lijn door het pad dat door het licht wordt afgelegd (diepte van de cuvette). Het pad dat door het licht wordt afgelegd, is gelijk aan de diepte van de cuvet die in de spectrofotometer wordt gebruikt.
- Voor ons voorbeeld krijgen we: als de helling 1,4 is en de diepte van de cuvet 0,5 centimeter, dan is de molaire absorptiecoëfficiënt 1,4 / 0,5 = 2,8 L mol cm.