Апсорбанција је величина која се користи у хемији за мерење способности супстанце да апсорбује светлост у датом опсегу таласних дужина. Повезана је са концентрацијом супстанце, дужином путање светлости и интензитетом упадне светлости.
У овом контексту, апсорбанција се често користи у спектрофотометрији, техници која омогућава квантитативну анализу супстанци путем апсорпције светлости. Апсорбанција се израчунава формулом A = log(Io/I), где је Io интензитет упадне светлости, а I интензитет светлости која пролази кроз супстанцу.
Неки примери примене апсорбанције укључују одређивање концентрације супстанци у растворима, идентификацију органских и неорганских једињења и проучавање кинетике хемијских реакција.
За боље разумевање, важно је вежбати решене задатке који укључују израчунавање апсорбанције. Кроз ове вежбе могуће је развити вештине за тумачење спектрофотометријских података и извођење прецизних квантитативних анализа.
Корак по корак водич за ефикасно израчунавање апсорбанције.
Апсорбанција је мера количине светлости коју апсорбује супстанца у датом опсегу таласних дужина. Да бисте ефикасно израчунали апсорбанцију, пратите ове кораке:
Корак 1: Измерите трансмитансу узорка помоћу спектрофотометра. Трансмитанса је део светлости који пролази кроз узорак и може се мерити на скали од 0 до 1.
Корак 2: Израчунајте апсорбанцију користећи формулу:
Онде A је апсорбанција и T је трансмитанца измерена у претходном кораку.
Корак 3: Забележите добијену вредност апсорбанције. Што је вредност апсорбанције већа, већа је количина светлости коју супстанца апсорбује.
Сада када знате како ефикасно израчунати апсорбанцију, погледајмо неколико примера и решених вежби како бисмо учврстили ваше знање.
Значење и дефиниција апсорбанције: основни концепт у спектрофотометрији.
Апсорбанција: шта је то, примери и решене вежбе
A апсорбанција је величина која се користи у спектрофотометрији за мерење количине светлости коју апсорбује супстанца у датом опсегу таласних дужина. Изражава се у јединицама апсорбанције (AU) и директно је повезана са концентрацијом супстанце у раствору.
Што је већа апсорпција супстанце, то је већа количина светлости коју апсорбује. То се дешава због интеракције светлости са електронима присутним у супстанци, што узрокује да она апсорбује одређене опсеге таласних дужина, а пропушта друге.
Апсорбанција се израчунава помоћу следеће формуле:
А = -log(Т)
Онде A је апсорбанција, и T је трансмитанца, што је део упадног светла који успева да прође кроз супстанцу без апсорпције.
На пример, претпоставимо да раствор супстанце има трансмитансу од 0,7. У овом случају, апсорбанција би била:
А = -log(0,7) = 0,154
Дакле, апсорбанција овог раствора би била 0,154 АЈ.
Апсорбанција је фундаментални концепт у спектрофотометрији, који се широко користи у лабораторијама за одређивање концентрације супстанци у раствору. Она је важан алат за квантитативну и квалитативну анализу хемијских једињења.
Да бисте учврстили концепт, погледајте следећу решену вежбу:
Израчунајте апсорбанцију раствора чија је трансмитанца 0,4.
Решење:
А = -log(0,4) = 0,397
Стога би апсорбанција овог раствора била 0,397 АЈ.
Значење и дефиниција вредности апсорбанције у спектрофотометријској анализи.
Значење и дефиниција вредности апсорбанције у спектрофотометријској анализи.
Апсорбанција је мера количине светлости коју апсорбује супстанца у спектрофотометријској анализи. Ова вредност је кључна за одређивање концентрације супстанце у раствору, јер је директно повезана са концентрацијом супстанце и оптичким путем светлости кроз раствор.
У спектрофотометријској анализи, апсорбанција се израчунава помоћу следеће формуле: A = log (I0/I), где је A апсорбанција, I0 је интензитет упадне светлости и I је интензитет светлости која се појављује након проласка кроз раствор.
Што је већа вредност апсорбанције, већа је количина светлости коју супстанца апсорбује, што указује на већу концентрацију супстанце у раствору. Насупрот томе, ниска апсорбанција указује на ниску концентрацију супстанце.
Да бисмо то илустровали, замислите да анализирамо концентрацију одређене боје у раствору. Ако је измерена апсорбанција висока, то значи да је концентрација боје у раствору висока. Ако је апсорбанција ниска, концентрација боје је такође ниска.
Да бисмо боље разумели како се израчунава и тумачи апсорбанција, решићемо једноставан задатак. Претпоставимо да је интензитет упадне светлости 100, а интензитет излазне светлости 20. Колика је вредност апсорбанције?
Заменом у формулу, имамо A = log (100/20) = log (5) = 0.7. Стога је вредност апсорбанције у овом случају 0.7.
Колика је вредност апсорбанције за проценат од 45%?
Апсорбанција је мера количине светлости коју апсорбује супстанца у датом опсегу таласних дужина. Често се користи у аналитичкој хемији за одређивање концентрације раствора, јер је апсорбанција директно повезана са концентрацијом супстанце.
Да бисте израчунали апсорпцију, можете користити формулу:
А = лог(I0/I)
Онде A је апсорпција, I0 је интензитет упадног светла и I је интензитет светлости коју супстанца пропушта.
Ако је проценат трансмисије 45%, апсорбанцију можемо израчунати на следећи начин:
А = лог(100/45) = лог(2.22) ≈ 0.35
Стога, за проценат од 45%, вредност апсорбанције би била приближно 0.35.
Апсорбанција је користан алат у многим областима науке, као што су хемија, биохемија и молекуларна биологија. Може се користити за одређивање концентрације непознате супстанце, праћење хемијских реакција, па чак и за идентификацију специфичних једињења у узорку.
Апсорбанција: шта је то, примери и решени задаци
A апсорбанција је логаритам са негативним знаком количника између интензитета светлости који се појављује и интензитета упадне светлости у узорку провидног раствора који је осветљен монохроматском светлошћу. Овај однос је пропустљивост .
Физички процес проласка светлости кроз узорак назива се пренос светлости , а апсорбанција је њена мера. Стога је апсорбанција најмањи логаритам трансмитансе и важна је чињеница у одређивању концентрације узорка који је генерално растворен у растварачу попут воде, алкохола или било ког другог.
Да би се измерила апсорпција, неопходно је уређај који се зове електрофотометар , помоћу које се мери струја пропорционална интензитету светлости која пада на њену површину.
Приликом израчунавања трансмитансе, обично се прво мери сигнал интензитета који одговара само растварачу и овај резултат се бележи као Io .
Растворени узорак се затим ставља у растварач под истим условима осветљења. Сигнал измерен електрофотометром је означен као I , што омогућава израчунавање трансмитансе Т оф према следећој формули:
Т = И / И ou
То је количина без димензија. апсорбанција Један изражава се на следећи начин:
A = – log (T) = – log (I / I ou )
Апсорбанција и моларна апсорптивност
Молекули који чине хемикалију способни су да апсорбују светлост, а једна мера је управо апсорбанција. Она је резултат интеракције између фотона и молекуларних електрона.
Стога је то величина која ће зависити од густине или концентрације молекула који чине узорак, а такође и од оптичке путање или удаљености коју светлост пређе.
Експериментални подаци указују да апсорбанција A је линеарно пропорционална концентрацији C и из даљине d путује светлост. Стога, да би се израчунало на основу ових параметара, може се успоставити следећа формула:
A = ε⋅C⋅d
У горњој формули, ε је константа пропорционалности позната као моларна апсорптивност .
Моларна апсорптивност зависи од врсте супстанце и таласне дужине на којој се мери апсорпција. моларна апсорптивност Такође је осетљив на температуру узорка и pH вредност.
Бир-Ламбертов закон
Овај однос између апсорбанције, апсорпције, концентрације и дебљине путање којом светлост прати у узорку познат је као Бер-Ламбертов закон.
У наставку су наведени неки примери како га користити.
Примери
Пример 1
Током експеримента, узорак је осветљен црвеном светлошћу хелијум-неонског ласера, чија је таласна дужина 633 nm. Електрофотометар мери 30 mV када ласерска светлост сија директно и 10 mV када пролази кроз узорак.
У овом случају, пропустљивост је:
Т = И / Ио = 10 мВ / 30 мВ = ⅓.
А апсорпција је:
A = – log (⅓) = log (3) = 0,48
Пример 2
Ако се иста супстанца стави у посуду упола дебљу од оне у примеру 1, реците колику дебљину ће електрофотометар очитавати када светлост хелијум-неонског ласера прође кроз узорак.
Треба узети у обзир да, ако се дебљина смањи за половину, апсорбанција пропорционална оптичкој дебљини се смањује за половину, односно А = 0,28. Трансмитанса Т ће бити дата следећим односом:
Т = 10 -А = 10 ^ (- 0,28) = 0,53
Електрофотометар ће очитати 0,53 * 30 mV = 15,74 mV.
Решене вежбе
Вежба 1
Желимо да одредимо моларни апсорпциони капацитет одређеног патентираног једињења у раствору. Да бисмо то урадили, раствор се осветљава светлошћу натријумове лампе од 589 nm. Узорак ће бити стављен у држач за узорке дебљине 1,50 cm.
Почните од раствора концентрације 4,00 × 10^-4 мола по литру и мери се трансмитанца која даје резултат 0,06. Одредите помоћу ових података моларни апсорпциони капацитет узорка.
Решење
Прво се одређује апсорбанција, која је дефинисана као најмањи десетични логаритам трансмитансе:
A = – log (T)
А = – лог (0,06) = 1,22
Затим се користи Ламберт-Бееров закон, који успоставља везу између апсорпције, моларне апсорптивности, концентрације и оптичке дужине:
A = ε⋅C⋅d
Чишћењем моларне апсорпције, добијате следећи однос:
ε = A / (C⋅d)
замењујући дате вредности које имате:
ε = 1,22 / (4,00 × 10 ^ -4 М⋅1,5 цм) = 2030 (М⋅цм) ^ – 1
Претходни резултат је заокружен на три значајне цифре.
Вежба 2
Да би се побољшала тачност и одредила грешка мерења моларне апсорптивности узорка у вежби 1, узорак се сукцесивно разблажује на половину концентрације и у сваком случају се мери трансмисија.
Полазећи од Co = 4 × 10^-4 M са трансмитансом T = 0,06, добија се следећи низ података за трансмитансу и апсорбанцу израчунату из трансмитансе:
Co / 1–> 0,06–> 1,22
Co / 2–> 0,25–> 0,60
Co / 4–> 0,50–> 0,30
Co / 8–> 0,71–> 0,15
Co / 16–> 0,83–> 0,08
Co / 32–> 0,93–> 0,03
Co / 64–> 0,95–> 0,02
Co / 128–> 0,98–> 0,01
Co / 256–> 0,99–> 0,00
Са овим подацима, покрените:
а) График апсорбанције у функцији концентрације.
б) Линеарно поклапање података и проналажење нагиба.
ц) Из добијеног нагиба израчунајте моларни апсорпциони капацитет.
Решење
Добијени нагиб је производ моларног апсорпционог капацитета и оптичке удаљености, дељењем нагиба дужином од 1,5 цм, добијамо моларни апсорпциони капацитет
ε = 3049 / 1,50 = 2033 (М⋅цм) ^ – 1
Вежба 3
Са подацима из вежбе 2:
а) Израчунајте апсорпциони капацитет за сваки податак.
б) Одредити просечну вредност моларне апсорпције, њену стандардну девијацију и статистичку грешку повезану са просеком.
Решење
Моларна апсорпција се израчунава за сваку од тестираних концентрација. Имајте на уму да услови осветљења и оптичка удаљеност остају фиксни.
Резултати за моларну апсорптивност су:
2033, 2007, 2007, 1983, 2158, 1681, 2376, 1.872, 1862 у јединицама од 1/(M * cm).
Из ових резултата можемо добити просечну вредност:
<ε> = 1998 (M * cm) ^ – 1
Са стандардном девијацијом од: 184 (M * cm) ^ – 1
Средња грешка је стандардна девијација подељена квадратним кореном из броја података, односно:
Δ <ε> = 184/9 ^ 0,5 = 60 (М * цм) ^ – 1
Коначно, закључено је да патентирана супстанца има моларни апсорпциони капацитет на фреквенцији од 589 nm, који производи натријумова лампа од:
<ε> = (2000 ± 60) (М * цм) ^ – 1
Референце
- Аткинс, П. 1999. Физичка хемија. Омега издања. 460-462.
- Водич. Трансмисија и апсорбанција. Преузето са: chemistry.laguia2000.com
- Токсикологија животне средине: Трансмисија, апсорбанција и Ламбертов закон. Преузето са: repositorio.innovacionumh.es
- Физичка авантура: Апсорпција и трансмисија. Преузето са: rpfisica.blogspot.com
- Спектрофотометрија Преузето са: chem.libretexts.org
- Токсикологија животне средине: Трансмисија, апсорбанција и Ламбертов закон. Преузето са: repositorio.innovacionumh.es
- Википедија Апсорпција Преузето са: wikipedia.com
- Википедија Спектрофотометрија Преузето са: wikipedia.com