הספיגות הטוחנות הוא נכס כימי המציין כמה אור יכול לספוג זן בתמיסה. מושג זה חשוב מאוד במסגרת הניתוח הספקטרוסקופי של ספיגת קרינת פוטון עם אנרגיות בטווח האולטרה סגול והנראה לעין (Uv-vis).
מכיוון שאור מורכב מפוטונים בעלי אנרגיות משלו (או אורכי גל), בהתאם למין או לתערובת שניתחו, פוטון אחד יכול להיספג במידה רבה יותר מאחר; כלומר האור נספג באורכי גל מסוימים האופייניים לחומר.
מקור: ד"ר קונסולה, מ- Wikimedia Commons
לפיכך, הערך של ספיגה טוחנת פרופורציונאלית ישירות למידת הקליטה של האור באורך גל נתון. אם המין סופג מעט אור אדום, ערך הספיגה שלו יהיה נמוך; בעוד שאם קיימת ספיגה בולטת של אור אדום, לספיגה יש ערך גבוה.
מין הסופג אור אדום ישקף צבע ירוק. אם הצבע הירוק הוא עז מאוד וכהה, פירושו שיש ספיגה חזקה של אור אדום.
עם זאת, כמה גוונים של ירוק עשויים לנבוע מהשתקפויות של טווחים שונים של צהוב וכחול, שמתערבבים ונתפסים כטורקיז, אמרלד, זכוכית וכו '.
מהי ספיגת טוחנת?
ספיגה מולקולרית ידועה גם לפי הכינויים הבאים: הכחדה ספציפית, מקדם הנחתה טוחנת, ספיגה ספציפית או מקדם בונסן; זה אפילו נקרא בדרכים אחרות, וזו הסיבה שהוא מהווה מקור לבלבול.
אבל מה בדיוק ספיגת הטוחנות? זהו קבוע שמוגדר בביטוי המתמטי של חוק למבר-באר, והוא פשוט מציין עד כמה המין או התערובת הכימית סופגת אור. משוואה כזו היא:
A = εbc
כאשר A הוא ספיגת התמיסה באורך גל נבחר λ; b הוא אורך התא בו מכיל הדגימה שיש לנתח, ולכן הוא המרחק שהאור חוצה בתוך הפיתרון; c הוא ריכוז המין הסופג; ו- ε, הספיגה הטוחנית.
בהינתן λ, המתבטאת בננומטרים, הערך של ε נשאר קבוע; אך כאשר משנים את הערכים של λ, כלומר, במדידת ספיגות עם אורות של אנרגיות אחרות, ε משתנה ומגיע לערך מינימלי או מקסימאלי.
אם ידוע הערך המקסימלי שלו, ε מקסימום , נקבע λ מקסימום באותו זמן ; כלומר האור שהמין סופג הכי הרבה:
מקור: גבריאל בוליבר
יחידות
מהן היחידות של ε? כדי למצוא אותם, צריך להיות ידוע כי סופגים הם ערכים חסרי ממדים; ולכן יש לבטל את הכפל של יחידות b ו- c.
ריכוז המין הקולט יכול לבוא לידי ביטוי ב- g / L או mol / L, ובדרך כלל ביטוי ב ס"מ או מ '(מכיוון שזהו אורך התא שעובר קרן האור). המולאריות שווה למול / ל ', ולכן c מתבטא גם כ- M.
לפיכך, הכפלת יחידות b ו- c נקבל: M ∙ ס"מ. אילו יחידות חייבות אז כדי שיהיה ערך לערך של חסר ממד? אלו שמכפילים את M ∙ ס"מ נותנים ערך של 1 (M ∙ cm x U = 1). לפתור עבור U, אנו פשוט משיגים M -1 ∙ ס"מ -1 , שאפשר גם לכתוב אותם: L ∙ mol -1 ∙ ס"מ -1 .
למעשה, השימוש ביחידות M -1 ∙ ס"מ -1 או L ∙ mol -1 ∙ ס"מ -1 מאיץ חישובים לקביעת ספיגת הטוחנות. עם זאת, זה בדרך כלל בא לידי ביטוי ביחידות של מטר 2 / מול או ס"מ 2 / מול.
כאשר הם באים לידי ביטוי ביחידות אלה, יש להשתמש בכמה גורמי המרה כדי לשנות את יחידות b ו- c.
איך לחשב את זה?
אישור ישיר
ניתן לחשב ישירות ספיגה טוחנת על ידי פתרונה במשוואה לעיל:
ε = A / bc
אם ידוע על ריכוז המין הקולט, אורך התא והספיגה המתקבלת באורך גל, ניתן לחשב את ε. עם זאת, דרך חישוב זו מחזירה ערך לא מדויק ולא אמין.
שיטת הגרפים
אם תסתכל מקרוב על משוואת חוק למברט-באר, תבחין שהיא נראית כמו המשוואה של קו (Y = aX + b). משמעות הדבר היא שאם ערכי A מצוטטים בציר Y, וערכי c בציר X, יש לקבל קו ישר העובר דרך המקור (0,0). לפיכך, A יהפוך ל- Y, X יהיה c וזה יהיה שווה ל- εb.
לכן, ברגע שהקו מתואר, מספיק לקחת שתי נקודות כלשהן כדי לקבוע את המדרון, כלומר, א. ברגע שזה נעשה, ואורך התא, b, ידוע, קל לפתור עבור הערך של ε.
שלא כמו אישור ישיר, עלילת A לעומת c מאפשרת לבצע ממוצע של מדידות הקליטה ומקטין את הטעות הניסוי; וגם, אינסוף קווים יכולים לעבור דרך נקודה אחת, לכן אישור ישיר אינו מעשי.
באופן דומה, טעויות ניסיוניות יכולות לגרום לשורה שלא לעבור בשתי, שלוש או יותר נקודות, כך שבמציאות נעשה שימוש בקו המתקבל לאחר יישום שיטת הריבועים הכי פחותים (פונקציה שכבר משולבת במחשבים). כל זאת בהנחה של לינאריות גבוהה, ועל כן, עמידה בחוק למבר-באר.
תרגילים שנפתרו
תרגיל 1
ידוע כי תמיסה של תרכובת אורגנית בריכוז של 0.008739 M הציגה ספיגה של 0.6346, שנמדדה ב- X = 500 ננומטר, ואורך התא 0.5 ס"מ. חשב את הספיגה הטוחנית של המתחם באורך גל זה.
מנתונים אלה ניתן לפתור ישירות ε:
ε = 0.6346 / (0.5 ס"מ) (0.008739M)
145.23 M -1 ∙ ס"מ -1
תרגיל 2
הספיגים הבאים נמדדים בריכוזים שונים של מתחם מתכת באורך גל של 460 ננומטר, ועם תא באורך של 1 ס"מ:
ת: 0.03010 0.1033 0.1584 0.3961 0.8093
ג: 1.8 ∙ 10 -5 6 ∙ 10 -5 9.2 ∙ 10 -5 2.3 ∙ 10 -4 5.6 ∙ 10 -4
חשב את הספיגה הטוחנית של המתחם.
יש בסך הכל חמש נקודות. כדי לחשב את ε יש צורך לתאר אותם באמצעות הצבת הערכים של A על ציר ה- Y והריכוזים c על ציר ה- X. ברגע שזה ייעשה, נקבע קו הריבועים הכי פחות, ועם המשוואה שלו נוכל לקבוע את ε.
במקרה זה, לאחר תכנון הנקודות וציור הקו במקדם נחישות R 2 של 0.9905, המדרון שווה ל 7 ∙ 10 -4 ; כלומר, εb = 7 ∙ 10 -4 . לכן, עם b = 1 ס"מ, ε יהיה 1428.57 M -1. ס"מ -1 ( 1/7 ∙ 10 -4 ).
הפניות
- ויקיפדיה. (2018). מקדם הנחתה טוחנת. התאושש מ: en.wikipedia.org
- מדע מכה. (2018). קליטה טוחנת. התאושש מ: sciencestruck.com
- ניתוח קולורימטרי: (חוק בירה או ניתוח ספקטרופוטומטרי). התאושש מ: chem.ucla.edu
- קרנר נ '(נ'). ניסוי II - צבע פתרון, ספיגה וחוק הבירה. התאושש מ: umich.edu
- Day, R., & Underwood, A. כימיה אנליטית כמותית (מהדורה חמישית). PEARSON Prentice Hall, p-472.
- Gonzáles M. (17 בנובמבר 2010). סְפִיגוּת התאושש מ: quimica.laguia2000.com