PENGHANTARAN: APAKAH ITU, RAJAH DAN LATIHAN TENAGA MOLEKUL - FIZIKAL - 2026

The pemindahan optik adalah nisbah keamatan cahaya yang baru muncul dan kejadian keamatan cahaya ke atas sampel larutan lut yang telah diterangi dengan cahaya monokromatik.

Proses fizikal menyebarkan cahaya melalui sampel disebut transmisi cahaya, dan transmisi adalah ukuran transmisi cahaya. Penghantaran adalah nilai penting untuk menentukan kepekatan sampel yang secara amnya larut dalam pelarut seperti air atau alkohol, antara lain.

Gambar 1. Pemasangan untuk pengukuran penghantaran. Sumber: F. Zapata.

Elektro-fotometer mengukur arus yang berkadaran dengan intensiti cahaya yang jatuh di permukaannya. Untuk mengira penghantaran, isyarat intensiti yang sepadan dengan pelarut sahaja diukur terlebih dahulu dan hasil ini direkodkan sebagai Io.

Kemudian sampel terlarut diletakkan di dalam pelarut dengan keadaan pencahayaan yang sama dan isyarat yang diukur oleh elektro-fotometer dilambangkan sebagai I, maka transmisi dikira mengikut formula berikut:

T = I / I atau

Perlu diperhatikan bahawa transmisi adalah kuantiti tanpa dimensi, kerana ia adalah ukuran intensiti bercahaya sampel dalam kaitannya dengan intensitas transmisi pelarut.

Apa itu penghantaran?

Penyerapan cahaya dalam medium

Apabila cahaya melewati sampel, sebahagian tenaga cahaya diserap oleh molekul. Penghantaran adalah ukuran makroskopik fenomena yang berlaku pada tahap molekul atau atom.

Cahaya adalah gelombang elektromagnetik, tenaga yang dibawanya berada di medan elektrik dan magnet gelombang. Medan berayun ini berinteraksi dengan molekul zat.

Tenaga yang dibawa oleh gelombang bergantung pada kekerapannya. Cahaya monokromatik mempunyai frekuensi tunggal, sementara cahaya putih mempunyai julat atau spektrum frekuensi.

Semua frekuensi gelombang elektromagnetik bergerak dalam vakum pada kelajuan yang sama 300,000 km / s. Sekiranya kita menunjukkan dengan l kecepatan cahaya dalam vakum, hubungan antara frekuensi f dan panjang gelombang λ adalah:

c = λ⋅f

Oleh kerana c adalah pemalar, setiap frekuensi sesuai dengan panjang gelombang masing-masing.

Untuk mengukur transmisi zat, digunakan kawasan spektrum elektromagnetik yang kelihatan (380 nm hingga 780 nm), wilayah ultraviolet (180 hingga 380 nm) dan kawasan inframerah (780 nm hingga 5600 nm) digunakan.

Kelajuan penyebaran cahaya dalam medium bahan bergantung pada frekuensi dan kurang dari c. Ini menjelaskan penyebaran dalam prisma di mana frekuensi cahaya putih dapat dipisahkan.

Teori molekul penyerapan cahaya

Peralihan ini paling baik difahami dengan gambarajah tenaga molekul yang ditunjukkan dalam Rajah 2:

Rajah 2. Rajah tenaga molekul. Sumber: F. Zapata.

Dalam rajah garis mendatar mewakili tahap tenaga molekul yang berbeza. Garis E0 adalah tahap tenaga asas atau rendah. Tahap E1 dan E2 adalah tahap tenaga yang lebih tinggi. Tahap E0, E1, E2 sesuai dengan keadaan elektronik molekul.

Sublevel 1, 2, 3, 4 dalam setiap tahap elektronik sesuai dengan keadaan getaran yang berbeza yang sesuai dengan setiap tahap elektronik. Setiap tahap ini mempunyai subbahagian yang lebih baik yang tidak ditunjukkan sesuai dengan keadaan putaran yang berkaitan dengan setiap tahap getaran.

Rajah menunjukkan anak panah menegak yang mewakili tenaga foton dalam julat inframerah, kelihatan dan ultraviolet. Seperti yang dapat dilihat, foton inframerah tidak mempunyai cukup tenaga untuk mendorong peralihan elektronik, sementara sinaran ultraviolet yang dapat dilihat dan dilakukan.

Apabila kejadian foton sinar monokromatik bertepatan dengan tenaga (atau frekuensi) dengan perbezaan tenaga antara keadaan tenaga molekul, maka penyerapan foton berlaku.

Faktor-faktor yang bergantung kepada penghantaran

Menurut apa yang dikatakan di bahagian sebelumnya, transmisi akan bergantung pada beberapa faktor, di antaranya kita dapat menamakan:

1- Kekerapan sampel diterangi.

2- Jenis molekul yang akan dianalisis.

3- Kepekatan larutan.

4- Panjang jalan yang dilalui oleh pancaran cahaya.

Data eksperimen menunjukkan bahawa transmisi T menurun secara eksponensial dengan kepekatan C dan dengan panjang L jalur optik:

T = 10 ^-a⋅C⋅L

Dalam ungkapan di atas a adalah pemalar yang bergantung pada kekerapan dan jenis bahan.

Latihan diselesaikan

Latihan 1

Sampel standard bahan tertentu mempunyai kepekatan 150 mikromol seliter (μM). Apabila transmitinya diukur dengan cahaya 525 nm, transmisi 0.4 diperoleh.

Sampel lain dari bahan yang sama, tetapi dengan kepekatan yang tidak diketahui, mempunyai transmisi 0,5, apabila diukur pada frekuensi yang sama dan dengan ketebalan optik yang sama.

Hitung kepekatan sampel kedua.

Balas

Penghantaran T merosot secara eksponensial dengan kepekatan C:

T = 10 ^-b⋅L

Sekiranya logaritma persamaan sebelumnya diambil, ia tetap:

log T = -b⋅C

Membahagi anggota dengan anggota persamaan sebelumnya yang berlaku untuk setiap sampel dan menyelesaikan kepekatan yang tidak diketahui tetap:

C2 = C1⋅ (log T2 / log T1)

C2 = 150μM⋅ (log 0.5 / log 0.4) = 150μM⋅ (-0.3010 / -0.3979) = 113.5μM

Rujukan

1. Atkins, P. 1999. Kimia Fizikal. Edisi Omega. 460-462.
2. Panduannya. Penghantaran dan penyerapan. Dipulihkan dari: quimica.laguia2000.com
3. Toksikologi Alam Sekitar. Penghantaran, penyerapan dan hukum Lambert Dipulihkan dari: repositorio.innovacionumh.es
4. Pengembaraan fizikal. Penyerapan dan pemancaran. Dipulihkan dari: rpfisica.blogspot.com
5. Spectophotometry. Dipulihkan dari: chem.libretexts.org
6. Toksikologi Alam Sekitar. Penghantaran, penyerapan dan hukum Lambert Dipulihkan dari: repositorio.innovacionumh.es
7. Wikipedia. Penghantaran. Dipulihkan dari: wikipedia.com
8. Wikipedia. Spektrofotometri. Dipulihkan dari: wikipedia.com