ASSORBIVITÀ MOLARE: COME CALCOLARLA ED ESERCIZI RISOLTI - CHIMICA - 2024

L' assorbività molare è una proprietà chimica che indica quanta luce può assorbire una specie in soluzione. Questo concetto è molto importante nell'analisi spettroscopica dell'assorbimento della radiazione fotonica con energie nel campo dell'ultravioletto e del visibile (Uv-vis).

Poiché la luce è composta da fotoni con proprie energie (o lunghezze d'onda), a seconda della specie o della miscela analizzata, un fotone può essere assorbito in misura maggiore di un altro; cioè, la luce viene assorbita a determinate lunghezze d'onda caratteristiche della sostanza.

Fonte: Dr. Console, da Wikimedia Commons

Pertanto, il valore di assorbimento molare è direttamente proporzionale al grado di assorbimento della luce a una data lunghezza d'onda. Se la specie assorbe poca luce rossa, il suo valore di assorbimento sarà basso; mentre se c'è un assorbimento pronunciato di luce rossa, l'assorbività avrà un valore elevato.

Una specie che assorbe la luce rossa rifletterà un colore verde. Se il colore verde è molto intenso e scuro, significa che c'è un forte assorbimento della luce rossa.

Tuttavia, alcune tonalità di verde possono essere dovute a riflessi di diverse gamme di gialli e blu, che vengono mescolati e percepiti come turchese, smeraldo, vetro, ecc.

Cos'è l'assorbività molare?

L'assorbività molare è anche nota con le seguenti designazioni: estinzione specifica, coefficiente di attenuazione molare, assorbimento specifico o coefficiente di Bunsen; È stato persino chiamato in altri modi, motivo per cui è stato fonte di confusione.

Ma cos'è esattamente l'assorbimento molare? È una costante che è definita nell'espressione matematica della legge di Lamber-Beer, e indica semplicemente quanto la specie chimica o la miscela assorbe la luce. Tale equazione è:

A = εbc

Dove A è l'assorbanza della soluzione a una lunghezza d'onda selezionata λ; b è la lunghezza della cella in cui è contenuto il campione da analizzare, quindi è la distanza che la luce attraversa all'interno della soluzione; c è la concentrazione delle specie assorbenti; e ε, l'assorbività molare.

Dato λ, espresso in nanometri, il valore di ε rimane costante; ma cambiando i valori di λ, cioè misurando assorbanze con luci di altre energie, ε cambia, raggiungendo un valore minimo o massimo.

Se si conosce il suo valore massimo, ε _max , si determina contemporaneamente λ _max ; cioè la luce che la specie assorbe di più:

Fonte: Gabriel Bolívar

unità

Quali sono le unità di ε? Per trovarli, bisogna sapere che le assorbanze sono valori adimensionali; e quindi, la moltiplicazione delle unità di bec deve essere annullata.

La concentrazione della specie assorbente può essere espressa in g / L oppure mol / L, eb è solitamente espressa in cm om (perché è la lunghezza della cella attraversata dal fascio di luce). La molarità è uguale a mol / L, quindi c è anche espresso come M.

Quindi, moltiplicando le unità di bec, otteniamo: M ∙ cm. Quali unità deve quindi avere ε per rendere adimensionale il valore di A? Quelli che moltiplicando M ∙ cm danno un valore di 1 (M ∙ cm x U = 1). Risolvendo per U, otteniamo semplicemente M ^-1 ∙ cm ^-1 , che può anche essere scritto come: L ∙ mol ^-1 ∙ cm ^-1 .

Infatti, utilizzando le unità M ^-1 ∙ cm ^-1 o L ∙ mol ^-1 ∙ cm ^{-1 si} velocizzano i calcoli per la determinazione dell'assorbività molare. Tuttavia, è anche solitamente espresso in unità di m ² / mol o cm ² / mol.

Quando espressi in queste unità, alcuni fattori di conversione devono essere utilizzati per modificare le unità di be c.

Come calcolarlo?

Liquidazione diretta

L'assorbività molare può essere calcolata direttamente risolvendola nell'equazione precedente:

ε = A / bc

Se si conoscono la concentrazione delle specie assorbenti, la lunghezza della cellula e l'assorbanza ottenuta a una lunghezza d'onda, si può calcolare ε. Tuttavia, questo modo di calcolarlo restituisce un valore impreciso e inaffidabile.

Metodo di rappresentazione grafica

Se osservi attentamente l'equazione della legge di Lambert-Beer, noterai che sembra l'equazione di una linea (Y = aX + b). Ciò significa che se si tracciano i valori di A sull'asse Y, e quelli di c sull'asse X, si deve ottenere una retta che passa per l'origine (0,0). Quindi, A diventerebbe Y, X sarebbe c e sarebbe uguale a εb.

Pertanto, una volta rappresentata la linea, è sufficiente prendere due punti qualsiasi per determinare la pendenza, ovvero a. Fatto ciò, e nota la lunghezza della cella b, è facile trovare il valore di ε.

A differenza della clearance diretta, il grafico A vs c consente di fare la media delle misurazioni dell'assorbanza e riduce l'errore sperimentale; inoltre, linee infinite possono passare attraverso un singolo punto, quindi la distanza diretta non è pratica.

Allo stesso modo, errori sperimentali possono far sì che una linea non passi per due, tre o più punti, quindi in realtà viene utilizzata la linea ottenuta dopo aver applicato il metodo dei minimi quadrati (una funzione che è già incorporata nelle calcolatrici). Il tutto assumendo un'elevata linearità, e quindi, rispetto della legge Lamber-Beer.

Esercizi risolti

Esercizio 1

È noto che una soluzione di un composto organico con una concentrazione di 0,008739 M presentava un'assorbanza di 0,6346, misurata a λ = 500 nm e con una lunghezza della cella di 0,5 cm. Calcola l'assorbività molare del complesso a quella lunghezza d'onda.

Da questi dati, ε può essere risolto direttamente:

ε = 0,6346 / (0,5 cm) (0,008739 M)

145,23 M ^-1 ∙ cm ^-1

Esercizio 2

Le seguenti assorbanze vengono misurate a diverse concentrazioni di un complesso metallico a una lunghezza d'onda di 460 nm e con una cella di 1 cm di lunghezza:

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

Calcola l'assorbività molare del complesso.

Ci sono un totale di cinque punti. Per calcolare ε è necessario rappresentarli graficamente ponendo i valori di A sull'asse Y e le concentrazioni c sull'asse X. Fatto ciò, si determina la retta dei minimi quadrati e con la sua equazione possiamo determinare ε.

In questo caso, dopo aver tracciato i punti e tracciata la linea con un coefficiente di determinazione R ² di 0,9905, la pendenza è pari a 7 ∙ 10 ^-4 ; cioè, εb = 7 ∙ 10 ^-4 . Pertanto, con b = 1 centimetro, ε sarà 1428,57 M ^-1 .cm ^-1 ( 1/7 ∙ 10 ^-4 ).

Riferimenti

1. Wikipedia. (2018). Coefficiente di attenuazione molare. Estratto da: en.wikipedia.org
2. La scienza ha colpito. (2018). Assorbività molare. Estratto da: sciencestruck.com
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