Molaire absorbant

Qu'est-ce que l'absorption molaire?

La Molaire absorbant C'est une propriété chimique qui indique la quantité de lumière qui peut absorber une espèce en solution. C'est-à-dire une unité qui mesure la capacité d'une solution à absorber la lumière. 

Comme la lumière se compose de photons avec de l'énergie (ou des longueurs d'onde), en fonction de l'espèce ou du mélange mélangé, un photon peut être absorbé à un degré plus élevé qu'un autre. Signifie que la lumière est absorbée à certaines longueurs d'onde caractéristiques de la substance.

Ainsi, la valeur de l'absorption molaire est directement proportionnelle au degré d'absorption de la lumière à une certaine longueur d'onde. Si l'espèce absorbe peu de lumière rouge, sa valeur absorbante sera faible. S'il y a une absorption prononcée de la lumière rouge, l'absorption aura une valeur élevée.

Une espèce qui absorbe la lumière rouge reflétera une couleur verte. Si la couleur verte est très intense et sombre, cela signifie qu'il y a une forte absorption de la lumière rouge.

Cependant, certaines nuances vertes peuvent être dues aux réflexes de différentes gammes de jaune et de bleu, qui sont mélangées et perçues comme vert turquoise, émeraude, verre, etc.

Équation d'absorption molaire

L'absorption molaire est une constante définie dans l'expression mathématique de la loi de Lambert-Beer, et souligne simplement la quantité de lumière absorbe les espèces ou le mélange chimiques. L'équation est:

A = εbc

Lorsque A est l'absorbance de la solution à une longueur d'onde λ sélectionnée, B est la longueur de la cellule où l'échantillon à analyser est contenu, et, par conséquent, c'est la distance que la lumière passe à travers la solution, C est le concentration des espèces absorbantes, et ε, absorbant molaire.

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Étant donné λ, exprimé dans les nanomètres, la valeur de ε reste constante. Mais en modifiant les valeurs de λ, c'est-à-dire en mesurant les absorbances avec des lumières d'autres énergies, ε change, atteignant une valeur minimale ou maximale.

Si sa valeur maximale est connue, ε_Max, Il est déterminé en même temps λ_Max. C'est-à-dire la lumière qui absorbe le plus l'espèce:

Graphique où les valeurs d'absorption de lumière maximale d'une espèce chimique sont représentées. Source: Gabriel Bolívar

Unités

Pour connaître les unités de ε, nous devons savoir que les absorbances sont des valeurs sans dimension et, par conséquent, la multiplication des unités B et C doit être annulée.

La concentration des espèces absorbantes peut être exprimée en g / L ou en mol / L, et B exprime généralement en CM ou M (car c'est la longueur de la cellule qui traverse le faisceau lumineux). La molarité est égale à mol / L, donc C est également exprimé en m.

Ainsi, la multiplication des unités B et C est obtenue: m ∙ cm. Les unités que ε doivent quitter la valeur de a sont celles qui se multiplient.

Efficher u, vous êtes simplement obtenu m^-1∙ cm^-1, qui peut également être écrit comme: l ∙ mol^-1∙ cm^-1.

En fait, utilisez des unités M^-1∙ cm^-1 ou l ∙ mol^-1∙ cm^-1 accélère les calculs pour déterminer l'absorption molaire. Cependant, il est également généralement exprimé avec M unités²/ mol ou cm²/ mol.

Lorsqu'ils sont exprimés avec ces unités, certains facteurs de conversion doivent être utilisés pour modifier les unités B et C.

Comment calculer l'absorbity molaire?

Autorisation directe

L'absorbity molaire peut être calculée directement par sa compensation dans l'équation précédente:

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ε = a / bc

Si la concentration des espèces absorbantes est connue, la longueur de la cellule, et quelle est l'absorbance obtenue à une longueur d'onde, peut être calculée ε. Cependant, cette façon de calculer donne une valeur inexacable et peu fiable.

Méthode graphique

Si l'équation de la loi de Lambert-Beer est soigneusement observée, il sera noté qu'il ressemble à l'équation d'une ligne (y = ax + b).

Cela signifie que si les valeurs axes a sont graphiques. Ainsi, ce serait y, x serait c, et il serait équivalent à εb.

Par conséquent, le graphique de ligne, prenez simplement deux points pour déterminer la pente, c'est-à-dire pour. Une fois cela fait, et la longueur de la cellule, B, il est facile de dégager la valeur de ε.

Contrairement au dégagement direct, graphique vs. C vous permet de mesures moyennes d'absorbance et de réduire l'erreur expérimentale, et aussi, à travers un seul point, ils peuvent passer une infinie droite, donc la clairance directe n'est pas pratique.

De plus, les erreurs expérimentales peuvent faire en sorte qu'une ligne ne passe pas à deux, trois points ou plus, de sorte que la ligne obtenue après application de la méthode carrée minimale est réellement utilisée (fonction qui est déjà incorporée dans les calculatrices).

Tout cela en supposant une forte linéarité, et par conséquent, la conformité à la loi de Lamber-Beer.

Exercices résolus

Exercice 1

On sait qu'une solution d'un composé organique avec une concentration de 0.008739 M a présenté une absorbance de 0.6346, mesuré à λ = 500 nm et avec une cellule de 0.5 cm de long. Calculez quelle est l'absorption molaire du complexe à ladite longueur d'onde.

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À partir de ces données, il peut être effacé directement ε:

ε = 0.6346 / (0.5 cm) (0.008739 m)

145.23 m^-1∙ cm^-1

Exercice 2

Les absorbances suivantes ont mesuré à différentes concentrations d'un complexe métallique à une longueur d'onde de 460 nm, et avec une cellule de 1 cm de long: longueur:

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

Calculer l'absorbity molaire du complexe.

Il y a un total de cinq points. Pour calculer ε, il est nécessaire de les graphiquement en plaçant les valeurs de a sur l'axe y. Une fois cela fait, la ligne des carrés minimaux est déterminée, et avec son équation, elle peut être déterminée ε.

Dans ce cas, les points graphiques et tracé la ligne avec un coefficient de détermination R² de 0.9905, la pente est égale à 7 ∙ 10^-4, c'est-à-dire εb = 7 ∙ 10^-4.

Par conséquent, avec b = 1cm, ε sera de 1428,57 m^-1.cm^-1 (1/7 ∙ 10^-4).

Les références

1. Coefficient d'atténuation molaire. Récupéré de.Wikipédia.org
2. Structure scientifique. Absorptivité molaire. Récupéré de Sciencestruck.com
3. Analyse colorimétrique (loi de la bière ou analyse spectrophotométrique). Chem récupéré.Ucla.Édu