So berechnen Sie den molaren Absorptionskoeffizienten

Autor: Carl Weaver
Erstelldatum: 22 Februar 2021
Aktualisierungsdatum: 1 Juli 2024
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Inhalt

Der molare Absorptionskoeffizient, auch molarer Extinktionskoeffizient genannt, ist ein Maß dafür, wie stark chemische Partikel (Moleküle) eines Stoffes Licht einer bestimmten Wellenlänge absorbieren. Jede Substanz zeichnet sich durch einen eigenen molaren Absorptionskoeffizienten aus, der konzentrations- und volumenunabhängig ist. Diese Eigenschaft ist in der Chemie weit verbreitet und sollte nicht mit dem in der Physik häufiger verwendeten Extinktionskoeffizienten verwechselt werden. Die Standardmaßeinheit für die molare Extinktion ist Liter geteilt durch Mol und pro Zentimeter (L mol cm).

Schritte

Methode 1 von 2: Berechnen Sie den molaren Absorptionskoeffizienten mit der Formel

  1. 1 Schauen Sie sich das Bouguer-Lambert-Bier-Gesetz an:A = lc... Die Lichtabsorption in einem Medium wird durch die Gleichung A = lc, wo EIN - die Lichtmenge einer bestimmten Wellenlänge, die von der Probe absorbiert wurde, ɛ - molarer Absorptionskoeffizient, l ist die Strecke, die Licht in Lösung zurücklegt, und C - Konzentration der Lösung (Anzahl der untersuchten Moleküle pro Volumeneinheit).
    • Der Absorptionskoeffizient kann auch aus dem Verhältnis zwischen den Intensitäten des durch den Standard übertragenen Lichts und der untersuchten Probe ermittelt werden. In diesem Fall lautet die Gleichung wie folgt: A = log10(ICHÖ/ ICH).
    • Die Lichtintensität wird mit einem Spektralphotometer bestimmt.
    • Die Absorptionskapazität einer Lösung hängt von der Wellenlänge des durch sie hindurchtretenden Lichts ab. Bei bestimmten Wellenlängenwerten wird Licht stärker absorbiert als bei anderen, und diese Werte hängen von der Zusammensetzung der Lösung ab. Vergessen Sie bei der Berechnung nicht, anzugeben, für welche Wellenlänge sie hergestellt wurden.
  2. 2 Konvertieren Sie das Bouguer-Lambert-Beer-Gesetz, um den molaren Absorptionskoeffizienten auszudrücken. Teilen Sie beide Seiten der Gleichung durch Länge und Konzentration, und das Ergebnis ist ein Ausdruck für den molaren Absorptionskoeffizienten: = A / lc... Mit dieser Formel können Sie den molaren Absorptionskoeffizienten für eine bestimmte Wellenlänge berechnen.
    • Die Aufnahmekapazität bei festem Abstand hängt von der Konzentration der Lösung und der Form des verwendeten Behälters ab. Der molare Absorptionskoeffizient eliminiert diese Faktoren.
  3. 3 Messen Sie die erforderlichen Werte mit Spektrophotometrie. In einem Spektrophotometer wird Licht einer bestimmten Wellenlänge durch eine Substanz geleitet und die Intensität des durchgelassenen Lichts am Ausgang gemessen. Ein Teil des Lichts wird von der Lösung absorbiert und die Lichtintensität nimmt ab. Das Spektralfotometer misst die Intensität des durchgelassenen Lichts, die zur Berechnung des molaren Absorptionskoeffizienten verwendet wird.
    • Bereiten Sie eine Lösung bekannter Konzentration für die Analyse vor C... Bestimmen Sie die Konzentration in der Einheit Mol/Gramm oder Mol/Liter.
    • Zur Bestimmung l Messen Sie die Länge der verwendeten Küvette. Notieren Sie die Länge in Zentimetern.
    • Messen Sie die Extinktion mit einem Spektralfotometer EIN für eine bestimmte Wellenlänge. Die Wellenlänge wird in Metern gemessen, aber Licht ist so kurz, dass es normalerweise in Nanometern (nm) angegeben wird. Die Aufnahmekapazität ist dimensionslos.
  4. 4 Setze die Zahlen in die Gleichung ein und finde den molaren Absorptionskoeffizienten. Zahlenwerte nehmen EIN, C und l und setze sie in die Formel ein = A / lc... Multiplizieren l auf der Cund dann teilen EIN um diesen Betrag, um den molaren Absorptionskoeffizienten zu finden.
    • Angenommen, Sie haben die Extinktion einer 0,05 mol/Liter-Lösung mit einer 1-cm-Küvette gemessen. In diesem Fall betrug die Extinktion 1,5 für Licht mit einer Wellenlänge von 280 nm. Wie findet man den molaren Absorptionskoeffizienten für eine gegebene Lösung?
      • ɛ280 = A / lc = 1,5 / (1 x 0,05) = 30 l mol cm

Methode 2 von 2: Grafische Bestimmung des molaren Absorptionskoeffizienten

  1. 1 Messen Sie die Intensität des durchgelassenen Lichts für verschiedene Konzentrationen der Lösung. Bereiten Sie 3-4 Lösungen mit unterschiedlichen Konzentrationen vor.Messen Sie mit einem Spektrophotometer die Extinktion von Lösungen unterschiedlicher Konzentration für eine bestimmte Wellenlänge. Sie können mit der Lösung mit der niedrigsten Konzentration beginnen. Die Reihenfolge ist nicht wichtig, Hauptsache nicht verwechseln und die gemessenen Extinktionswerte entsprechend den Konzentrationen aufzeichnen.
  2. 2 Tragen Sie die erhaltenen Werte in das Diagramm ein. Tragen Sie die Konzentration auf der horizontalen X-Achse und die Extinktion auf der vertikalen Y-Achse auf und tragen Sie die Messungen als Punkte auf.
    • Zeichnen Sie eine Linie zwischen den Punkten. Bei korrekter Messung sollten die Punkte auf einer Geraden liegen, da nach dem Bouguer-Lambert-Beer-Gesetz die Aufnahmekapazität direkt proportional zur Konzentration ist.
  3. 3 Definieren Steigung geradeDurchlaufen der Versuchspunkte. Um die Steigung einer Geraden zu ermitteln, dividieren Sie das Y-Inkrement durch das Abszissen-Inkrement X. Nehmen Sie zwei Punkte auf der Linie, subtrahieren Sie die entsprechenden Koordinaten eines Punktes von den Koordinaten des anderen und dividieren Sie die Y-Differenz durch die X-Differenz.
    • Die Steigung einer Geraden (die Steigung oder die Tangente der Steigung) wird wie folgt ermittelt: (Y2 - Ja1) / (X2 - X1). In diesem Fall wird dem höher gelegenen Punkt entlang der geraden Linie der Index 2 und dem niedrigeren Punkt der Index 1 zugewiesen.
    • Angenommen, bei einer molaren Konzentration von 0,2 beträgt die Extinktion 0,27 und bei einer Konzentration von 0,3 beträgt sie 0,41. Auf der Y-Achse ist die Extinktion und auf der X-Achse die Konzentration aufgetragen. Bestimmen Sie mit der obigen Gleichung die Steigung einer geraden Linie: (Y2 - Ja1) / (X2 - X1) = (0,41-0,27)/(0,3-0,2) = 0,14/0,1 = 1,4.
  4. 4 Um den molaren Absorptionskoeffizienten zu ermitteln, dividieren Sie die Steigung einer Geraden durch den vom Licht zurückgelegten Weg (Tiefe der Küvette). Der vom Licht zurückgelegte Weg entspricht der Tiefe der im Spektralfotometer verwendeten Küvette.
    • Für unser Beispiel erhalten wir: Wenn die Neigung 1,4 und die Tiefe der Küvette 0,5 Zentimeter beträgt, dann beträgt der molare Absorptionskoeffizient 1,4 / 0,5 = 2,8 L mol cm.

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