PENYERAPAN MOLAR: CARA MENGIRA DAN MENYELESAIKAN LATIHAN - KIMIA - 2025

The molar ialah sifat kimia yang menunjukkan berapa banyak cahaya boleh menyerap spesies dalam larutan. Konsep ini sangat penting dalam analisis spektroskopi penyerapan sinaran foton dengan tenaga dalam jarak ultraviolet dan jarak pandang (Uv-vis).

Oleh kerana cahaya terdiri dari foton dengan tenaga sendiri (atau panjang gelombang), bergantung pada spesies atau campuran yang dianalisis, satu foton dapat diserap ke tahap yang lebih besar daripada yang lain; iaitu cahaya diserap pada ciri panjang gelombang tertentu bahan tersebut.

Sumber: Dr. Console, dari Wikimedia Commons

Oleh itu, nilai daya serap molar berkadar terus dengan tahap penyerapan cahaya pada panjang gelombang tertentu. Sekiranya spesies menyerap sedikit cahaya merah, nilai daya serapnya akan rendah; sedangkan jika terdapat penyerapan cahaya merah yang jelas, daya serap akan mempunyai nilai yang tinggi.

Spesies yang menyerap cahaya merah akan memantulkan warna hijau. Sekiranya warna hijau sangat sengit dan gelap, ini bermakna penyerapan cahaya merah yang kuat.

Walau bagaimanapun, beberapa warna hijau mungkin disebabkan oleh pantulan rentang warna kuning dan biru yang berlainan, yang dicampur dan dianggap sebagai pirus, zamrud, kaca, dll.

Apakah daya serap molar?

Penyerapan molar juga dikenali dengan sebutan berikut: kepupusan spesifik, pekali pelemahan molar, penyerapan spesifik, atau pekali Bunsen; Bahkan dinamakan dengan cara lain, itulah sebabnya ia menjadi sumber kekeliruan.

Tetapi apa sebenarnya daya serap molar? Ini adalah pemalar yang didefinisikan dalam ungkapan matematik undang-undang Lamber-Beer, dan ia hanya menunjukkan seberapa banyak spesies atau campuran kimia menyerap cahaya. Persamaan seperti itu adalah:

A = εbc

Di mana A adalah penyerapan larutan pada panjang gelombang terpilih λ; b adalah panjang sel di mana sampel yang akan dianalisis terkandung, dan oleh itu, adalah jarak yang melintasi cahaya dalam larutan; c ialah kepekatan spesies penyerap; dan ε, daya serap molar.

Diberi λ, dinyatakan dalam nanometer, nilai ε tetap tetap; tetapi ketika mengubah nilai λ, yaitu ketika mengukur daya serap dengan lampu tenaga lain, ε berubah, mencapai nilai minimum atau maksimum.

Sekiranya nilai maksimumnya, ε _max , diketahui, λ _max ditentukan pada masa yang sama ; iaitu cahaya yang paling banyak diserap oleh spesies:

Sumber: Gabriel Bolívar

Unit

Apakah unit ε? Untuk mencarinya, mesti diketahui bahawa penyerap adalah nilai tanpa dimensi; dan oleh itu, pendaraban unit b dan c mesti dibatalkan.

Kepekatan spesies penyerap dapat dinyatakan dalam g / L atau mol / L, dan b biasanya dinyatakan dalam cm atau m (kerana panjang sel yang dilalui sinar cahaya). Molariti sama dengan mol / L, jadi c juga dinyatakan sebagai M.

Oleh itu, dengan mengalikan unit b dan c, kita memperoleh: M ∙ cm. Unit apa yang mesti dimiliki ε untuk menjadikan nilai A tidak berdimensi? Mereka yang mengalikan M ∙ cm memberikan nilai 1 (M ∙ cm x U = 1). Selesaikan U, kita hanya memperoleh M ^-1- cm ^-1 , yang juga dapat ditulis sebagai: L ∙ mol ^-1 ∙ cm ^-1 .

Sebenarnya, menggunakan unit M ^-1 ∙ cm ^-1 atau L ∙ mol ^-1 ∙ cm ^-1 mempercepat pengiraan untuk menentukan daya serap molar. Walau bagaimanapun, biasanya dinyatakan dalam unit m ² / mol atau cm ² / mol.

Apabila dinyatakan dalam unit ini, beberapa faktor penukaran mesti digunakan untuk mengubah unit b dan c.

Bagaimana mengira?

Pelepasan langsung

Penyerapan molar dapat dikira secara langsung dengan menyelesaikannya dalam persamaan di atas:

ε = A / bc

Sekiranya kepekatan spesies penyerap, panjang sel, dan serapan yang diperoleh pada panjang gelombang diketahui, ε dapat dihitung. Walau bagaimanapun, cara mengira ini mengembalikan nilai yang tidak tepat dan tidak boleh dipercayai.

Kaedah grafik

Sekiranya anda melihat persamaan undang-undang Lambert-Beer, anda akan melihat bahawa ia kelihatan seperti persamaan garis (Y = aX + b). Ini bermaksud bahawa jika nilai-nilai A diplotkan pada sumbu Y, dan nilai-nilai c pada sumbu X, garis lurus mesti diperoleh yang melewati asal (0,0). Oleh itu, A akan menjadi Y, X akan menjadi c, dan sama dengan εb.

Oleh itu, setelah garis digambarkan, cukup untuk mengambil dua titik untuk menentukan cerun, iaitu, a. Setelah ini selesai, dan panjang sel, b, diketahui, mudah untuk menyelesaikan nilai ε.

Tidak seperti pelepasan langsung, plot A vs c memungkinkan pengukuran penyerapan secara purata dan mengurangkan ralat eksperimen; dan juga, garis tak terhingga dapat melewati satu titik, jadi pelepasan langsung tidak praktikal.

Begitu juga, kesalahan eksperimen boleh menyebabkan garis tidak melewati dua, tiga atau lebih titik, jadi pada kenyataannya garis yang diperoleh setelah menggunakan kaedah kuadrat terkecil digunakan (fungsi yang sudah dimasukkan dalam kalkulator). Semua ini mengandaikan linieritas tinggi, dan oleh itu, pematuhan dengan undang-undang Lamber-Beer.

Latihan yang diselesaikan

Latihan 1

Telah diketahui bahawa larutan sebatian organik dengan kepekatan 0,008739 M menunjukkan serapan 0,6346, diukur pada λ = 500 nm dan dengan panjang sel 0,5 cm. Hitung daya serap molar kompleks pada panjang gelombang itu.

Dari data ini, ε dapat diselesaikan secara langsung:

ε = 0.6346 / (0.5cm) (0.008739M)

145.23 M ^-1 ∙ cm ^-1

Latihan 2

Serapan berikut diukur pada kepekatan yang berbeza dari kompleks logam pada panjang gelombang 460 nm, dan sel sel 1 cm panjang:

J: 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

Hitung daya serap molar kompleks.

Terdapat sejumlah lima mata. Untuk mengira ε, perlu membuat grafik dengan meletakkan nilai A pada paksi Y, dan kepekatan c pada paksi X. Setelah ini dilakukan, garis kuadrat terkecil ditentukan, dan dengan persamaannya kita dapat menentukan ε.

Dalam kes ini, setelah merancang titik dan melukis garis dengan pekali penentuan R ² dari 0,9905, cerunnya sama dengan 7 ∙ 10 ^-4 ; iaitu, εb = 7 ∙ 10 ^-4 . Oleh itu, dengan b = 1cm, ε akan menjadi 1428.57 M ^-1 .cm ^-1 ( 1/7 ∙ 10 ^-4 ).

Rujukan

1. Wikipedia. (2018). Pekali pelemahan molar. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
2. Ilmu Tersekat. (2018). Penyerapan Molar. Dipulihkan dari: sciencestruck.com
3. Analisis Colorimetric: (Undang-undang bir atau Analisis Spektrofotometri). Dipulihkan dari: chem.ucla.edu
4. Kerner N. (nd). Eksperimen II - Warna Penyelesaian, Penyerapan, dan Undang-undang Bir. Dipulihkan dari: umich.edu
5. Day, R., & Underwood, A. Kimia Analitik Kuantitatif (edisi ke-5). PEARSON Prentice Hall, hlm-472.
6. Gonzáles M. (17 November 2010). Penyerapan Dipulihkan dari: quimica.laguia2000.com