Η γραμμομοριακή απορροφητικότητα, αλλιώς γνωστή ως ο μοριακός συντελεστής εξασθένησης, είναι ένα μέτρο του πόσο καλά ένα χημικό είδος απορροφά το φως συγκεκριμένου μήκους κύματος. Αυτό επιτρέπει συγκρίσεις μεταξύ των ενώσεων χωρίς την ανάγκη να ληφθούν υπόψη οι διαφορές στη συγκέντρωση του διαλύματος και το πλάτος του περιέκτη του διαλύματος κατά την πραγματοποίηση μετρήσεων. Η γραμμομοριακή απορροφητικότητα χρησιμοποιείται συνήθως στη χημεία και δεν πρέπει να συγχέεται με τον συντελεστή αποκλεισμού που χρησιμοποιείται συχνότερα στις φυσικές επιστήμες. Η τυπική μονάδα μέτρησης για την γραμμομοριακή απορροφητικότητα είναι λίτρα ανά γραμμομόριο εκατοστόμετρο (L mol-1 εκ-1).
Βήμα
Μέθοδος 1 από 2: Υπολογισμός γραμμομοριακής απορροφητικότητας με χρήση εξίσωσης
Βήμα 1. Κατανοήστε τον νόμο Beer-Lambert, A = bc
Η τυπική εξίσωση απορρόφησης είναι A = bc, A είναι η ποσότητα φωτός συγκεκριμένου μήκους κύματος που απορροφάται από ένα χημικό δείγμα, είναι η γραμμομοριακή απορροφητικότητα, b είναι η απόσταση που πρέπει να διανύσει το φως μέσω του διαλύματος δείγματος ή το πλάτος του δοχείου και c είναι η συγκέντρωση της ένωσης ανά μονάδα όγκου..
- Η απορρόφηση μπορεί επίσης να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας την αναλογία μεταξύ του δείγματος αναφοράς και του άγνωστου δείγματος. Η εξίσωση που μπορεί να χρησιμοποιηθεί είναι A = log10(ΕΓΩο/Εγώ).
- Η ένταση ελήφθη χρησιμοποιώντας φασματοφωτόμετρο.
- Η απορρόφηση ενός διαλύματος θα αλλάξει με βάση το μήκος κύματος που διέρχεται από αυτό. Ορισμένα μήκη κύματος θα απορροφηθούν περισσότερο από άλλα μήκη κύματος ανάλογα με τον χαρακτήρα του διαλύματος. Μην ξεχάσετε να δηλώσετε το μήκος κύματος που χρησιμοποιείται στους υπολογισμούς σας.
Βήμα 2. Αναδιάταξη της εξίσωσης του νόμου Beer-Lambert για επίλυση της γραμμομοριακής απορροφητικότητας
Χρησιμοποιώντας άλγεβρα, μπορούμε να διαιρέσουμε την τιμή απορρόφησης με το πλάτος του περιέκτη διαλύματος και το επίπεδο συγκέντρωσης του διαλύματος για να προσδιορίσουμε τη γραμμομοριακή απορροφητικότητα στην εξίσωση: = A/bc. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτήν την εξίσωση για να υπολογίσουμε τη γραμμομοριακή απορροφητικότητα για ένα δεδομένο μήκος κύματος.
Οι μετρήσεις απορρόφησης που πραγματοποιήθηκαν περισσότερες από μία φορές μπορούν να παράγουν διαφορετικές ενδείξεις λόγω διαφορών στη συγκέντρωση του διαλύματος και στο σχήμα του δοχείου που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της έντασης. Η μοριακή απορροφητικότητα ξεπερνά αυτό το είδος διαφοράς
Βήμα 3. Βρείτε την τιμή της απαιτούμενης μεταβλητής στην εξίσωση χρησιμοποιώντας φασματοφωτομετρία
Το φασματοφωτόμετρο είναι μια συσκευή που εκπέμπει φως με ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος μέσω ενός διαλύματος και ανιχνεύει την ποσότητα φωτός που βγαίνει. Ένα μέρος του φωτός θα απορροφηθεί από το διάλυμα και το υπόλοιπο φως που έχει περάσει από το διάλυμα χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της τιμής απορρόφησης του διαλύματος.
- Προετοιμάστε ένα διάλυμα γνωστής συγκέντρωσης, c, για ανάλυση. Η μονάδα μέτρησης για τη συγκέντρωση ενός διαλύματος είναι γραμμομοριακή ή γραμμομόριο/λίτρο.
- Για να βρείτε το b, μετρήστε το πλάτος του δοχείου. Η μονάδα μέτρησης για το δοχείο είναι εκατοστά (cm).
- Χρησιμοποιώντας ένα φασματοφωτόμετρο, μετρήστε την τιμή απορρόφησης, Α, χρησιμοποιώντας φως συγκεκριμένου μήκους κύματος. Η μονάδα μέτρησης για το μήκος κύματος είναι το μέτρο, αλλά τα περισσότερα μήκη κύματος είναι τόσο μικρά που μετριούνται γενικά σε νανόμετρα (nm). Η απορρόφηση δεν έχει μονάδα μέτρησης.
Βήμα 4. Εισαγάγετε τις τιμές των μεταβλητών που έχουν βρεθεί στην εξίσωση της γραμμομοριακής απορροφητικότητας
Συνδέστε τις τιμές που λαμβάνονται για τα A, c και b, στην εξίσωση = A/bc. Πολλαπλασιάστε το b και το c και διαιρέστε το A με το γινόμενο των "b" και "c" για να προσδιορίσετε την τιμή της γραμμομοριακής απορροφητικότητας.
-
Παράδειγμα: Χρησιμοποιώντας ένα δοχείο πλάτους 1 cm, μετράτε την τιμή απορρόφησης ενός διαλύματος με συγκέντρωση 0,05 mol/L. Η τιμή απορρόφησης του διαλύματος με μήκος κύματος 280 nm είναι 1.5. Ποια είναι η γραμμομοριακή απορροφητικότητα αυτού του διαλύματος;
️280 = A/bc = 1.5/(1 x 0.05) = 30 L mol-1 εκ-1
Μέθοδος 2 από 2: Υπολογισμός της γραμμομοριακής απορροφητικότητας χρησιμοποιώντας γραμμικές καμπύλες
Βήμα 1. Μετρήστε την ένταση του φωτός που εκπέμπεται μέσω διαλύματος διαφόρων συγκεντρώσεων
Φτιάξτε τρία ή τέσσερα διαλύματα του ίδιου τύπου, αλλά με διαφορετικές συγκεντρώσεις. Χρησιμοποιώντας ένα φασματοφωτόμετρο, μετρήστε την τιμή απορρόφησης ενός διαλύματος με διάφορα επίπεδα συγκέντρωσης χρησιμοποιώντας φως συγκεκριμένου μήκους κύματος. Ξεκινήστε με το διάλυμα με τη χαμηλότερη συγκέντρωση στο διάλυμα με τη μεγαλύτερη συγκέντρωση. Η σειρά λειτουργίας δεν είναι σημαντική, αλλά καταγράψτε προσεκτικά τα ζεύγη τιμών απορρόφησης και τον υπολογισμό του επιπέδου συγκέντρωσης του διαλύματος.
Βήμα 2. Χαρτογραφήστε το επίπεδο συγκέντρωσης του διαλύματος και την τιμή απορρόφησης σε ένα γράφημα
Χρησιμοποιώντας τις τιμές που λαμβάνονται από το φασματοφωτόμετρο, σχεδιάστε κάθε σημείο σε ένα γράφημα γραμμών. Για να λάβετε ένα σημείο, χρησιμοποιήστε το επίπεδο συγκέντρωσης του διαλύματος για τον άξονα Χ και την τιμή απορρόφησης για τον άξονα Υ.
Σχεδιάστε μια γραμμή ακολουθώντας τις τελείες. Εάν η μέτρηση πραγματοποιηθεί σωστά, οι κουκκίδες θα σχηματίσουν μια ευθεία γραμμή που υποδεικνύει την τιμή απορρόφησης και το επίπεδο συγκέντρωσης του διαλύματος που είναι ανάλογο με τον Νόμο του Beer
Βήμα 3. Προσδιορίστε τη κλίση της ευθείας που σχηματίζεται από τα σημεία δεδομένων
Για να υπολογίσετε την κλίση μιας γραμμής, διαιρέστε την τιμή κάθετης αλλαγής με την τιμή οριζόντιας αλλαγής. Χρησιμοποιώντας δύο σημεία δεδομένων, βρείτε τη διαφορά μεταξύ της τιμής Υ και της τιμής Χ και, στη συνέχεια, διαιρέστε τη διαφορά στην τιμή Υ με τη διαφορά στην τιμή Χ (Υ/Χ).
- Η εξίσωση της κλίσης της γραμμής είναι (Υ2 - Υ1)/(Χ2 - Χ1). Τα υψηλότερα σημεία δεδομένων είναι εγγεγραμμένα 2 και τα χαμηλότερα σημεία δεδομένων δίνονται με το δείγμα 1.
- Παράδειγμα: Με επίπεδο συγκέντρωσης διαλύματος 0,27, η τιμή απορρόφησης καταγράφεται ως 0,2 γραμμομοριακή και με επίπεδο συγκέντρωσης διαλύματος 0,41, η τιμή απορρόφησης είναι 0,3 γραμμομοριακή. Η τιμή απορρόφησης είναι Υ ενώ το επίπεδο συγκέντρωσης του διαλύματος είναι Χ. Χρησιμοποιώντας την εξίσωση γραμμής (Υ2 - Υ1)/(Χ2 - Χ1) = (0, 41-0, 27)/(0, 3-0, 2) = 0, 14/0, 1 = 1, 4 είναι η κλίση μιας ευθείας.
Βήμα 4. Διαιρέστε την κλίση της γραμμής με το πλάτος του περιέκτη διαλύματος για να επιτευχθεί η γραμμομοριακή απορροφητικότητα
Το τελευταίο βήμα για να επιτευχθεί η γραμμομοριακή απορροφητικότητα είναι να διαιρεθεί η κλίση με το πλάτος. Το πλάτος είναι το πάχος του περιέκτη διαλύματος που χρησιμοποιείται στη φασματοφωτομετρική διαδικασία.
