몰 흡수율은 빛의 양 용액에 종을 흡수 할 수있는 방법을 나타내는 화학적 속성입니다. 이 개념은 자외선 및 가시 광선 범위 (Uv-vis)의 에너지를 사용하여 광자 복사 흡수에 대한 분광 분석에서 매우 중요합니다.
빛은 자체 에너지 (또는 파장)를 가진 광자로 구성되기 때문에 분석 된 종 또는 혼합물에 따라 하나의 광자가 다른 광자보다 더 많이 흡수 될 수 있습니다. 즉, 빛은 물질의 특정 파장에서 흡수됩니다.
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따라서 몰 흡수율 값은 주어진 파장에서 빛의 흡수 정도에 정비례합니다. 종이 적색광을 거의 흡수하지 않으면 흡수율 값이 낮아집니다. 반면 적색광이 뚜렷하게 흡수되면 흡수율은 높은 값을 갖습니다.
붉은 빛을 흡수하는 종은 녹색을 반사합니다. 녹색이 매우 강하고 어두우면 적색광이 강하게 흡수된다는 의미입니다.
그러나 일부 녹색 음영은 청록색, 에메랄드, 유리 등으로 혼합되고 인식되는 다양한 범위의 노란색과 파란색의 반사로 인해 발생할 수 있습니다.
몰 흡수율이란 무엇입니까?
몰 흡수율은 다음과 같은 명칭으로도 알려져 있습니다 : 특정 흡광, 몰 감쇠 계수, 특정 흡수 또는 분젠 계수; 다른 방식으로 이름이 붙여 졌기 때문에 혼란의 원인이되었습니다.
그러나 몰 흡수율은 정확히 무엇입니까? Lamber-Beer 법칙의 수학적 표현에서 정의되는 상수이며 화학 종 또는 혼합물이 빛을 흡수하는 정도를 나타냅니다. 이러한 방정식은 다음과 같습니다.
A = εbc
여기서 A는 선택한 파장 λ에서 용액의 흡광도입니다. b는 분석 할 샘플이 포함 된 셀의 길이이므로 빛이 용액 내에서 교차하는 거리입니다. c는 흡수성 종의 농도입니다. 및 ε, 몰 흡수율.
나노 미터로 표시되는 λ가 주어지면 ε 값은 일정하게 유지됩니다. 그러나 λ의 값을 변경할 때, 즉 다른 에너지의 빛으로 흡광도를 측정 할 때 ε이 변경되어 최소 또는 최대 값에 도달합니다.
최대 값 ε max 를 알고있는 경우 λ max 는 동시에 결정됩니다 . 즉, 종이 가장 많이 흡수하는 빛 :
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단위
ε의 단위는 무엇입니까? 그것들을 찾으려면 흡광도가 무 차원 값이라는 것을 알아야합니다. 따라서 b와 c 단위의 곱셈을 취소해야합니다.
흡수 종의 농도는 g / L 또는 mol / L로 표시 할 수 있으며 b는 일반적으로 cm 또는 m으로 표시됩니다 (광선이 통과하는 세포의 길이이기 때문). 몰 농도는 mol / L과 같으므로 c도 M으로 표시됩니다.
따라서 b와 c의 단위를 곱하면 M ∙ cm를 얻습니다. 그러면 A의 값을 무 차원으로 만들기 위해 ε이 필요한 단위는 무엇입니까? M ∙ cm를 곱하면 1 (M ∙ cm x U = 1)이됩니다. U를 구하면 간단히 M -1 ∙ cm -1을 얻습니다 . L ∙ mol -1 ∙ cm -1 로 쓸 수도 있습니다 .
실제로 M -1 ∙ cm -1 또는 L ∙ mol -1 ∙ cm -1 단위를 사용하면 몰 흡수율을 결정하는 계산 속도가 빨라집니다. 그러나 일반적으로 m 2 / mol 또는 cm 2 / mol 단위로 표현됩니다 .
이러한 단위로 표현할 때 b와 c의 단위를 수정하려면 일부 변환 계수를 사용해야합니다.
그것을 계산하는 방법?
직접 정리
몰 흡수율은 위의 방정식으로 해결하여 직접 계산할 수 있습니다.
ε = A / 기원전
흡수 종의 농도, 세포 길이, 파장에서 얻은 흡광도를 알면 ε을 계산할 수 있습니다. 그러나이 계산 방법은 부정확하고 신뢰할 수없는 값을 반환합니다.
그래프 방식
Lambert-Beer 법칙을 자세히 살펴보면 선의 방정식 (Y = aX + b)과 같은 것을 알 수 있습니다. 즉, A의 값이 Y 축에, c의 값이 X 축에 그려지면 원점 (0,0)을 통과하는 직선을 얻어야합니다. 따라서 A는 Y가되고 X는 c가되고 εb와 같습니다.
따라서 선이 그래프로 표시되면 기울기를 결정하기 위해 두 점, 즉 a를 사용하는 것으로 충분합니다. 이 작업이 완료되고 셀의 길이 b가 알려지면 ε 값을 쉽게 풀 수 있습니다.
직접 클리어런스와 달리 A 대 c를 플로팅하면 흡광도 측정 값을 평균화하고 실험 오류를 줄일 수 있습니다. 또한 무한 선이 단일 지점을 통과 할 수 있으므로 직접 클리어런스가 실용적이지 않습니다.
마찬가지로 실험적 오류로 인해 선이 2 개, 3 개 또는 그 이상의 점을 통과하지 못할 수 있으므로 최소 제곱 법을 적용한 후 얻은 선이 실제로 사용됩니다 (이미 계산기에 포함 된 함수). 이 모든 것은 높은 선형성을 가정하므로 Lamber-Beer 법칙을 준수합니다.
해결 된 운동
연습 1
0.008739 M 농도의 유기 화합물 용액은 λ = 500 nm 및 세포 길이 0.5 cm에서 측정 한 0.6346의 흡광도를 나타내는 것으로 알려져 있습니다. 해당 파장에서 복합체의 몰 흡수율을 계산합니다.
이 데이터에서 ε은 직접 풀 수 있습니다.
ε = 0.6346 / (0.5cm) (0.008739M)
145.23 M -1 ∙ cm -1
연습 2
다음 흡광도는 460nm 파장과 1cm 길이의 셀에서 다양한 농도의 금속 복합체에서 측정됩니다.
A : 0.03010 0.1033 0.1584 0.3961 0.8093
c : 1.8 ∙ 10 -5 6 ∙ 10 -5 9.2 ∙ 10 -5 2.3 ∙ 10 -4 5.6 ∙ 10 -4
복합체의 몰 흡수율을 계산합니다.
총 5 개의 포인트가 있습니다. ε을 계산하려면 A의 값을 Y 축에, 농도 c를 X 축에 배치하여 그래프를 작성해야합니다.이 작업이 완료되면 최소 제곱 선이 결정되고 방정식으로 ε을 결정할 수 있습니다.
이 경우 점을 플로팅하고 결정 계수 R 2 0.9905로 선을 그린 후 기울기는 7 ∙ 10 -4 와 같습니다. 즉, εb = 7 ∙ 10 -4 . 따라서 b = 1cm 인 경우 ε은 1428.57 M -1 .cm -1 ( 1/7 ∙ 10 -4 )입니다.
참고 문헌
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