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Der molare Absorptionskoeffizient oder Extinktionskoeffizient ist ein Maß dafür, wie gut eine chemische Spezies eine bestimmte Lichtwellenlänge absorbiert. Er ermöglicht dir Vergleiche über die Wahrscheinlichkeit anzustellen, mit der Elektronen bei verschiedenen Verbindungen in andere Ebenen übergehen, ohne Unterschiede in der Konzentration oder der Länge der Lösung in Betracht zu ziehen. [1] X Forschungsquelle Er wird am häufigsten in der Chemie angewandt und sollte nicht mit dem Extinktionskoeffizienten in der Physik verwechselt werden. Die gängigen Einheiten für den molaren Absorptionskoeffizienten sind Liter pro mol Zentimeter (L mol -1 cm -1 ).
Vorgehensweise
Methode 1
Methode 1 von 2:
Den molaren Absorptionskoeffizienten mit der Gleichung berechnen
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Verstehe das Lambert-Beer-Gesetz für die Absorbanz, A = ɛ x l x c . A ist die Lichtmenge, die von der Probe bei einer bestimmten Wellenlänge absorbiert wird, ɛ ist der molare Absorptionskoeffizient, l ist die Strecke, die das Licht durch die Lösung zurücklegt, und c ist die Konzentration der absorbierenden Spezies pro Einheitsvolumen. [2] X Forschungsquelle
- Der Absorptionskoeffizient kann auch mit dem Verhältnis zwischen der Intensität einer Referenzprobe und einer unbekannten Probe berechnet werden. Es wird angegeben mit der Gleichung A = log 10 (I o /I) . [3] X Forschungsquelle
- Die Intensität wird mit einem Spektrofotometer gemessen.
- Der molare Absorptionskoeffizient verändert sich abhängig von der Wellenlänge, die durch die Lösung geleitet wird. Manche Wellenlängen werden mehr absolviert als andere, je nach Aufbau der Lösung. Denke daran anzugeben, welche Wellenlänge für deine Berechnungen angewandt wird.
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Stelle die Lambert-Beer-Gleichung um, um nach dem molaren Absorptionskoeffizienten zu lösen. Wenn wir die Regeln der Algebra anwenden, können wir die Absorbanz durch die Länge und die Konzentration dividieren und erhalten den molaren Absorptionskoeffizienten auf der einen Seite der Gleichung: ɛ = A/lc . Jetzt könnten wir diese Gleichung verwenden, um den molaren Absorptionskoeffizienten für eine bestimmte Wellenlänge zu berechnen.
- Die Messwerte für die Absorbanz können variieren abhängig von der Konzentration der Lösung und der Form des Behälters, der zum Messen der Stärke verwendet wird. Der molare Absorptionskoeffizient gleicht diese Abweichungen aus. [4] X Forschungsquelle
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Bringe Werte für die Variablen in der Gleichung mit Spektralfotometrie in Erfahrung. Ein Spektralfotometer ist ein Gerät, das eine bestimmte Wellenlänge durch eine Substanz leitet und die Menge an Licht misst, die herauskommt. Ein Teil des Lichts wird von der Lösung absorbiert werden und das übrige Licht, das hindurch gelangt, kann verwendet werden, um die Absorbanz dieser Lösung zu berechnen.
- Bereite eine Lösung mit bekannter Konzentration, c , für die Analyse vor. Die Einheit für die Konzentration sind mol/Liter. [5] X Forschungsquelle
- Um l zu finden misst du die Länge der Küvette, das ist der Gegenstand der flüssige Proben im Spektralfotometer hält. Die Einheit für die Weglänge wird in Zentimetern gemessen.
- Mit einem Spektralfotometer erhältst du die Messung für die Absorbanz, A , bei einer bestimmten Wellenlänge. Die Einheit für die Wellenlänge sind Meter, die meisten Wellenlängen sind aber so klein, dass sie tatsächlich in Nanometern (nm) gemessen werden. [6] X Forschungsquelle Die Absorbanz hat keine Einheit.
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Setze die Werte für die Variablen ein und löse die Gleichung für den molaren Absorptionskoeffizienten. Setze die Werte, die du für A , c und l erhalten hast, in die Gleichung ɛ = A/lc ein. Multipliziere l mit c und dividiere dann A durch das Produkt, um den molaren Absorptionskoeffizienten zu finden.
- Zum Beispiel: Bei Verwendung einer Küvette mit einer Länge von 1 cm hast du die Absorbanz einer Lösung mit einer Konzentration von 0,05 ml/l gemessen. Die Absorbanz bei einer Wellenlänge von 280 nm war 1,5. Was ist der molare Absorptionskoeffizient dieser Lösung?
- ɛ 280 = A/lc = 1,5/(1 x 0,05) = 30 l mol -1 cm -1
Werbeanzeige - Zum Beispiel: Bei Verwendung einer Küvette mit einer Länge von 1 cm hast du die Absorbanz einer Lösung mit einer Konzentration von 0,05 ml/l gemessen. Die Absorbanz bei einer Wellenlänge von 280 nm war 1,5. Was ist der molare Absorptionskoeffizient dieser Lösung?
Methode 2
Methode 2 von 2:
Den molaren Absorptionskoeffizienten mit Ausgleichsgeraden berechnen
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Miss die Stärke des gesendeten Lichtes durch verschiedene Konzentrationen der Lösung. Stelle drei oder vier Konzentrationen einer Lösung her. Miss mit einem Spektralfotometer die Absorbanz einer Konzentration der Lösung bei einer bestimmten Wellenlänge. Beginne mit der niedrigsten Konzentration und bewege dich dann zur höchsten hin. Die Reihenfolge ist nicht wichtig, mache dir aber Aufzeichnungen darüber, welche Absorbanz zu welcher Rechnung gehört.
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Stelle die Konzentration im Vergleich zu der Absorbanz in einer graphischen Darstellung dar. Unter Verwendung der Werte, die du durch das Spektralfotometer erhalten hast, zeichnest du jeden Punkt auf einem Liniendiagramm. Bei jedem einzelnen Wert zeichnest du die Konzentration auf der X-Achse und die Absorbanz auf der y-Achse ein. [7] X Forschungsquelle
- Zeichne eine Linie zwischen den Punkten. Wenn die Messungen richtig sind, sollten die Punkte eine gerade Linie ergeben, die darauf hindeutet, dass die Absorbanz und die Konzentration gemäß des Lambert-Beer-Gesetzes verhältnisgleich sind. [8] X Forschungsquelle
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Ermittle die Steigung der Ausgleichsgeraden durch die Datenpunkte. Um die Steigung der Geraden zu berechnen, dividierst du den Anstieg durch die Strecke. Du nimmst zwei Datenpunkte, subtrahierst die x- und y-Werte voneinander und dividierst dann y durch x.
- Die Gleichung für die Steigung einer Geraden lautet (Y 2 - Y 1 )/(X 2 - X 1 ). Der Punkt, der höher auf der Geraden liegt, erhält die tiefergestellte Zahl 2, während der niedrigere Punkt die tiefergestellte 1 bekommt.
- Zum Beispiel: Die Absorbanz einer molaren Konzentration von 0,2 ist 0,27 und bei 0,3 mol ist sie 0,41. Die Werte für die Absorbanz sind y-Werte, während die Konzentrationen die x-Werte sind. Mit der Gleichung für eine Gerade ist die Steigung der Geraden: (Y 2 - Y 1 )/(X 2 - X 1 ) = (0,41-0,27)/(0,3-0,2) = 0,14/0,1 = 1,4.
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Teile die Steigung der Linie durch die Wegstrecke (Tiefe der Küvette), um den molaren Absorptionskoeffizienten zu berechnen. Der letzte Schritt, um den molaren Absorptionskoeffizienten mit diesen Datenpunkten zu berechnen, ist durch die Wegstrecke zu dividieren. Die Wegstrecke ist die Tiefe der Küvette, die in dem Spektralfotometer eingesetzt wurde.
- Zum Beispiel: Wenn die Steigung 1,4 ist und die Wegstrecke 0,5 cm, dann ist der molare Absorptionskoeffizient 1,4/0,5 = 2,8 l mol -1 cm -1 .
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Referenzen
- ↑ http://www.chemguide.co.uk/analysis/uvvisible/beerlambert.html
- ↑ http://www.chemguide.co.uk/analysis/uvvisible/beerlambert.html
- ↑ http://www.chemguide.co.uk/analysis/uvvisible/beerlambert.html
- ↑ http://www.chemguide.co.uk/analysis/uvvisible/beerlambert.html
- ↑ http://teaching.shu.ac.uk/hwb/chemistry/tutorials/molspec/beers1.htm
- ↑ http://www.bbc.co.uk/bitesize/standard/physics/telecommunications/communication_using_waves/revision/5/
- ↑ http://teaching.shu.ac.uk/hwb/chemistry/tutorials/molspec/beers1.htm
- ↑ http://www.chem.ucla.edu/~gchemlab/colorimetric_web.htm
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