science >> Wetenschap >  >> Fysica

Hoe de coëfficiënt van molaire absorptie te berekenen

Chemici gebruiken vaak een instrument dat bekendstaat als een ultraviolet-zichtbare of UV-Vis-spectrometer om de hoeveelheid ultraviolette en zichtbare straling die door verbindingen wordt geabsorbeerd te meten. De hoeveelheid ultraviolette of zichtbare straling die wordt geabsorbeerd door een verbinding hangt af van drie factoren: de concentratie, c, van het monster; de padlengte, l, van de monsterhouder, die de afstand bepaalt waarover het monster en de straling interageren; en de coëfficiënt van molaire absorptie, e, soms aangeduid als de molaire extinctiecoëfficiënt. De vergelijking staat vermeld als A = ecl en staat bekend als de wet van Beer. De vergelijking bevat dus vier variabelen en om te bepalen of een van de vier bekende waarden vereist voor drie.

Berekeningen

Bepaal de absorptie voor de verbinding op de gewenste golflengte. Deze informatie kan worden geëxtraheerd uit het absorptiespectrum geproduceerd door een standaard UV-Vis-instrument. De spectra worden normaal uitgezet als absorptie versus golflengte in nanometers. Over het algemeen geeft het uiterlijk van eventuele "pieken" in het spectrum de betreffende golflengten aan.

Bereken de concentratie van het monster in mol per liter, mol /l, ook bekend als molariteit, M. De algemene vergelijking voor molariteit is

M = (gram monster) /(molecuulgewicht van de verbinding) /liter oplossing.

Bijvoorbeeld een monster dat 0,10 gram tetrafenylcyclopentadienon bevat, met een molecuulgewicht van 384 gram per mol, opgelost en verdund in methanol tot een eindvolume van 1,00 liter zou een molariteit van:

M = (0,10 g) /(384 g /mol) /(1,00 L) = 0,00026 mol /L.

Bepaal de padlengte door de monsterhouder. In de meeste gevallen is dit 1,0 cm. Andere weglengten zijn mogelijk, in het bijzonder wanneer het gaat om monsterhouders die zijn bedoeld voor gasvormige monsters. Veel spectroscopisten omvatten de weglengte met de monsterinformatie afgedrukt op het absorptiespectrum.

Bereken de coëfficiënt van de molaire absorptie volgens de vergelijking A = ecl, waarbij A de absorptie is, c de concentratie in mol per liter en l is is padlengte in centimeters. Opgelost voor e, deze vergelijking wordt e = A /(cl). Bij voortzetting van het voorbeeld uit stap 2 vertoont tetraphenylcyclopentadienon twee maxima in zijn absorptiespectrum: 343 nm en 512 nm. Als de padlengte 1,0 cm was en de absorptie bij 343 0,89 was, dan was

e (343) = A /(cl) = 0,89 /(0,00026 * 1,0) = 3423

En voor de absorptie van 0,35 bij 512 nm,

e (512) = 0,35 /(0,00026 * 1,0) = 1346.