Assorbanza ciò che è, esempi ed esercizi risolti

IL assorbanza È il logaritmo con un segno negativo del quoziente tra l'intensità della luce emergente e l'intensità dell'incidente della luce su un campione di soluzione traslucida che è stata illuminata con luce monocromatica. Questo quoziente è il trasmissione.

Viene chiamato il processo fisico del passaggio della luce attraverso un campione trasmissione luminosa, E l'assorbanza ne è una misura. Quindi, l'assorbanza diventa il minor logaritmo di trasmittanza ed è un fatto importante per determinare la concentrazione di un campione che viene generalmente sciolto in un solvente come acqua, alcol o qualsiasi altro.

Figura 1. Schema del processo di assorbanza. Preparato da f. Zapata

Per misurare l'assorbanza, è richiesto un dispositivo Elettro-fotometro, con cui viene misurata una corrente proporzionale all'incidente di intensità luminosa sulla sua superficie.

Quando si calcola la trasmittanza, il segnale dell'intensità corrispondente al solo solvente viene generalmente misurato e questo risultato viene registrato come Io.

Quindi viene posizionato il campione sciolto nel solvente con le stesse condizioni di illuminazione. La misura misurata dall'elettro-fotometro è indicata come Yo, che consente di calcolare la trasmittanza T Secondo la seguente formula:

T = i / iO

È una quantità scatenata. IL Assorbanza a Questo è espresso come:

A = - log (t) = - log (i / iO)

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Assorbanza e assorbimento molare

Le molecole che compongono una sostanza chimica sono in grado di assorbire la luce e una misura di ciò è assolutamente. È il risultato dell'interazione tra fotoni ed elettroni molecolari.

Pertanto è una grandezza che dipenderà dalla densità o dalla concentrazione delle molecole che compongono il campione e anche del percorso ottico o della distanza percorsa dalla luce. 

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I dati sperimentali indicano che l'assorbanza A è linearmente proporzionale alla concentrazione C e distanza D Luce viaggiata. Quindi, per calcolarlo in base a questi parametri, è possibile stabilire la seguente formula:

A = ε⋅c⋅D

Nella formula precedente, ε È una costante di proporzionalità conosciuta con il nome di Assorbimento molare.

L'assorbità molare dipende dal tipo di sostanza e dalla lunghezza d'onda con cui viene misurata l'assorbanza. IL Assorbimento molare È anche sensibile alla temperatura del campione e al pH dello stesso.

Legge della birra-lambert

Questa relazione tra assorbanza, assorbità, concentrazione e distanza dallo spessore del percorso che la luce segue all'interno del campione è nota come legge della birra-lambert.

figura 2. Legge sulla birra - Lambert. Fonte: f. Zapata,

Di seguito ci sono alcuni esempi di come usarlo.

Esempi

Esempio 1

Durante un esperimento un campione con una luce rossa di luci laser a neon elio, la cui lunghezza d'onda è 633 nm. Un elettro-fotometro misura 30 mV quando la luce laser colpisce direttamente e 10 mV quando passa attraverso un campione. 

In questo caso, la trasmittanza è:

T = i / io = 10 mV / 30 mV = ⅓.

E l'assorbanza è:

A = - log (⅓) = log (3) = 0.48 

Esempio 2

Se la stessa sostanza è posizionata in contenitore che ha metà dello spessore.

Si deve considerare che se lo spessore diminuisce alla metà, allora l'assorbanza proporzionale allo spessore ottico diminuisce della metà, vale a dire a = 0,28. Le tonnellate di trasmissione saranno fornite dalla seguente relazione:

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T = 10-a = 10^(-0.28) = 0,53

L'elettro-fotometro segnerà 0,53*30 mV = 15,74 mV.

Esercizi risolti

Esercizio 1

Voleva determinare l'assorbità molare di un determinato composto brevettato che è in soluzione. Per questo, la soluzione con luce da una lampada di sodio da 589 nm è illuminata. Il campione verrà posizionato su uno spessore di 1,50 cm.

Si basa su una soluzione di concentrazione 4,00 × 10^-4 moli per litro e la trasmittanza viene misurata con conseguente 0,06. Determinare con questi dati l'assorbità molare del campione.

Soluzione 

In primo luogo, viene determinata l'assorbanza, che è definita come il minimo logaritmo basato su dieci di trasmittanza:

A = - log (t)

A = - log (0,06) = 1,22

Quindi viene utilizzata la legge di Lambert-Beer che stabilisce una relazione tra assorbanza, assorbimento molare, concentrazione e lunghezza ottica:

A = ε⋅c⋅D

Cancamento dell'assorbità molare si ottiene la seguente relazione:

ε = a/(c⋅d)

Sostituzione dei valori dati:

ε = 1.22/(4,00 × 10^-4 m⋅1,5 cm) = 2030 (m⋅cm)^-1

Il risultato precedente è stato arrotondato a tre cifre significative.

Esercizio 2

Al fine di migliorare l'accuratezza e determinare l'errore della misura dell'assorbimento molare del campione nell'esercizio 1, il campione viene successivamente diluito nella metà della concentrazione e la trasmittanza viene misurata in ciascun caso.

A partire da CO = 4 × 10^-4 m con trasmittanza t = 0,06 si ottiene la seguente sequenza di dati per la trasmittanza e l'assorbanza calcolata dalla trasmittanza:

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

Con questi dati, fai:

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a) Un grafico di assorbanza basato sulla concentrazione.

b) una regolazione lineare dei dati e trovare la pendenza.

c) Dalla pendenza ottenuta, calcola l'assorbimento molare.

Soluzione 

Figura 3. Assorbanza vs concentrazione. Fonte: f. Zapata.

La pendenza ottenuta è il prodotto dell'assorbanività molare per distanza ottica, quindi dividendo la pendenza per lunghezza 1,5 cm otteniamo assorbimento molare

ε = 3049/1,50 = 2033 (m⋅cm)^-1

Esercizio 3

Con i dati dell'esercizio 2: 

a) Calcola l'assorganività per ciascun dati. 

b) Determinare un valore medio per l'assorbità molare, la sua deviazione standard e l'errore statistico associato alla media.

Soluzione 

L'assorbimento molare viene calcolato per ciascuna delle concentrazioni testate. Ricordiamo che le condizioni di illuminazione e la distanza ottica rimangono fissate.

I risultati per l'assorbità molare sono:

2033, 2007, 2007, 1983, 2158, 1681, 2376, 1.872, 1862 in unità di 1/(m*cm).

Da questi risultati possiamo prendere il valore medio:

= 1998 (m*cm)^-1

Con una deviazione standard di: 184 (m*cm)^-1

L'errore medio è la deviazione standard divisa per la radice quadrata del numero di dati, cioè:

Δ = 184/9^0,5 = 60 (m*cm)^-1

Infine, si è concluso che la sostanza brevettata ha un assorbimento molare a frequenza 589 nm prodotta da una lampada di sodio di:

= (2000 ± 60) (m*cm)^-1

Riferimenti

1. Atkins, p. 1999. Chimica fisica. Omega Editions. 460-462.
2. La guida. Trasmittanza e assorbanza. Recuperato da: chimica.Laguia2000.com
3. Tossicologia ambientale. Trasmittanza, assorbanza e legge di Lambert. Recuperato da: repository.Innovationumh.È
4. Fisica dell'avventura. Assorbanza e trasmittanza. Recuperato da: rpfisica.Blogspot.com
5. Sistofotometria. Recuperato da: Chem.Librettexts.org
6. Tossicologia ambientale. Trasmittanza, assorbanza e legge di Lambert. Recuperato da: repository.Innovationumh.È
7. Wikipedia. Assorbanza. Recuperato da: Wikipedia.com
8. Wikipedia. Spettrofotometria. Recuperato da: Wikipedia.com