Door Jack Brubaker
Bijgewerkt op 30 augustus 2022

PhotoBylove/iStock/GettyImages

In de analytische chemie is de ultraviolet-zichtbare (UV-Vis) spectrometer het standaardinstrument om te kwantificeren hoeveel licht een monster absorbeert. De hoeveelheid absorptie – vastgelegd als absorptie (A) – hangt af van drie belangrijke variabelen:de concentratie van het monster (c), de weglengte van de cuvet (l) en de molaire absorptiecoëfficiënt (ε), ook bekend als de molaire uitdovingscoëfficiënt. De relatie wordt uitgedrukt door de wet van Beer:A=εcl . Om een van deze variabelen op te lossen, moeten de andere drie bekend zijn.

Stap-voor-stap berekeningen

Stap1 – Identificeer de absorptie bij uw doelgolflengte

Gebruik het absorptiespectrum dat door uw UV-Vis-instrument wordt geproduceerd. Het spectrum geeft de absorptie uit tegen de golflengte (nm). Pieken in de grafiek geven golflengten aan waarbij de verbinding het sterkst absorbeert; selecteer de piek die het beste aansluit bij uw analytische doel.

Stap2 – Bereken de monsterconcentratie (molariteit)

Bepaal de molariteit (M) van de oplossing met de formule:

M=(gram opgeloste stof) ÷ (molecuulgewicht in gmol⁻¹) ÷ (liter oplossing).

Het oplossen van bijvoorbeeld 0,10 g tetrafenylcyclopentadienon (MW=384gmol⁻¹) in 1,00 liter methanol geeft:

M=0,10g ÷ 384gmol⁻¹ ÷ 1,00L=2,6×10⁻⁴M.

Stap3 – Meet de padlengte

De optische padlengte van de cuvette is doorgaans 1,0 cm, hoewel er ook andere lengtes beschikbaar zijn, vooral voor gasvormige monsters. De weglengte wordt vaak afgedrukt op het absorptiespectrum of op de cuvet zelf.

Stap4 – Zoek de molaire absorptiecoëfficiënt op

Herschik de wet van Beer om ε te isoleren:

ε=A ÷ (c×l)

Gebruikmakend van het voorbeeld van tetrafenylcyclopentadienon:er verschijnen twee pieken bij 343 nm (A=0,89) en 512 nm (A=0,35). Met een cuvet van 1,0 cm en een concentratie van 2,6×10⁻⁴M zijn de coëfficiënten:

ε(343nm)=0,89 ÷ (2,6×10⁻⁴×1,0)≈3423Lmol⁻¹cm⁻¹

ε(512nm)=0,35 ÷ (2,6×10⁻⁴×1,0)≈1346Lmol⁻¹cm⁻¹

Wat je nodig hebt

• Wetenschappelijke rekenmachine- of spreadsheetsoftware
• UV-Vis-absorptiespectrum van het monster
• Nauwkeurige monstermassa en molecuulgewicht
• Volume van de oplossing en lengte van het cuvetpad