ABSORTIVITAT MOLAR: COM CALCULAR-LA I EXERCICIS RESOLTS - QUIMICA - 2025

La absortivitat molar és una propietat química que indica quanta llum pot absorbir una espècie en solució. Aquest concepte és molt important dins de les anàlisis espectroscòpics d'absorció de radiació de fotons amb energies en el rang d'ultraviolat i visible (Uv-vis).

Com la llum es compon es fotons amb energies (o longituds d'ona) pròpies, depenent de l'espècie o barreja analitzada, un fotó pot absorbir-se en major grau que un altre; és a dir, la llum s'absorbeix a certes longituds d'ona característiques de la substància.

Font: Dr. Console, from Wikimedia Commons

Així, el valor de la absortivitat molar és directament proporcional a el grau d'absorció de la llum a una determinada longitud d'ona. Si l'espècie absorbeix poca llum vermella, el seu valor de absortivitat serà baix; mentre que si hi ha una pronunciada absorció de la llum vermella, la absortivitat tindrà un valor elevat.

Una espècie que absorbeix llum vermella reflectirà un color verd. Si el color verd és molt intens i fosc, vol dir que hi ha una forta absorció de la llum vermella.

No obstant això, algunes tonalitats de verd poden deure als reflexos de diferents gammes de grocs i blaus, els quals es barregen i es perceben com verds turquesa, maragda, vidre, etc.

¿En què consisteix la absortivitat molar?

A la absortivitat molar també se li coneix amb les següents designacions: extinció específica, coeficient d'atenuació molar, absorció específica o coeficient de Bunsen; fins i tot, ha arribat a nomenar-se d'altres maneres, per la qual ha estat motiu de confusions.

Però, què és exactament la absortivitat molar? És una constant que ve definida en l'expressió matemàtica de la llei de Lamber-Beer, i assenyala simplement què tant l'espècie química o la barreja absorbeix la llum. Tal equació és:

A = εbc

On A és l'absorbància de la solució a una longitud d'ona λ seleccionada; b és la longitud de la cel·la on es conté la mostra a analitzar, i que per tant, és la distància que la llum travessa dins de la solució; c és la concentració de l'espècie absorbent; i ε, la absortivitat molar.

Donada λ, expressada en nanòmetres, el valor de ε roman constant; però a l'canviar els valors de λ, és a dir, a l'mesurar les absorbàncies amb llums d'altres energies, ε canvia, aconseguint ja sigui un valor mínim o màxim.

Si es coneix el seu valor màxim, ε _max, es determina a el mateix temps λ _max; és a dir, la llum que més absorbeix l'espècie:

Font: Gabriel Bolívar

unitats

Quines són les unitats de ε? Per trobar-les, ha de saber-se que les absorbàncies són valors adimensionals; i per tant, la multiplicació de les unitats de bic ha d'anul·lar.

La concentració de l'espècie absorbent pot expressar-se bé sigui en g / L o mol / L, i b usualment s'expressa en cm om (perquè és la longitud de la cel·la que travessa el feix de llum). La molaritat és igual a mol / L, per la qual cosa c també s'expressa com el Sr.

Així, multiplicant les unitats de bic s'obté: M ∙ cm. Quines unitats llavors ha de tenir ε per deixar adimensional el valor d'A? Aquelles que a l'multiplicar M ∙ cm doni un valor d'1 (M ∙ cm x U = 1). Aïllem O, s'obté senzillament M ^-1 ∙ cm ^-1, que també es pot escriure com: L ∙ mol ^-1 ∙ cm ^-1.

De fet, utilitzar les unitats M ^-1 ∙ cm ^-1 o L ∙ mol ^-1 ∙ cm ^-1 s'agilitzen els càlculs per determinar la absortivitat molar. No obstant això, també sol expressar-se amb unitats de m ² / mol o cm ² / mol.

Quan ve expressada amb aquestes unitats, s'ha de recórrer a alguns factors de conversió per modificar les unitats de bi c.

Com calcular-?

rebuig directe

La absortivitat molar es pot calcular directament mitjançant la seva rebuig a l'equació anterior:

ε = A / bc

Si es coneix la concentració de l'espècie absorbent, la longitud de la cel·la, i quina és l'absorbància obtinguda a una longitud d'ona, es pot calcular ε. No obstant això, aquesta forma de calcular llança un valor inexacte i poc fiable.

Mètode de graficación

Si s'observa detingudament l'equació de la llei de Lambert-Beer, es notarà que s'assembla a l'equació d'una recta (I = aX + b). Això vol dir que si es grafica els valors de A en l'eix I, i els de c en l'eix X, s'ha d'obtenir una línia recta que passa per l'origen (0,0). Així, A vindria a ser I, X seria c, ja equivaldria a εb.

Per tant, graficada la recta, només cal prendre dos punts qualsevol per determinar el pendent, és a dir, a. Un cop fet això, i conegut la longitud de la cel·la, b, resulta fàcil aclarir el valor de ε.

A diferència de l'rebuig directe, graficant A vs c permet la mitjana de les mesures de absorbàncies i disminuir l'error experimental; i més, per un únic punt pot passar infinites rectes, de manera que no és pràctic el rebuig directe.

Així mateix, els errors experimentals poden fer que una recta no passi per dos, tres o més punts, pel que en realitat s'utilitza la recta obtinguda després d'aplicar el mètode dels mínims quadrats (funció que ja ve incorporada en les calculadores). Tot això assumint una alta linealitat, i per tant, un compliment de la llei de Lamber-Beer.

exercicis resolts

exercici 1

Se sap que una solució d'un compost orgànic amb una concentració de 0.008739 M presentar una absorbància de 0,6346, mesurada a λ = 500 nm i amb una cel·la de 0,5 cm de longitud. Calculi quina és la absortivitat molar de l'complex a aquesta longitud d'ona.

A partir d'aquestes dades pot aclarir directament ε:

ε = 0,6346 / (0.5cm) (0.008739M)

145.23 M ^-1 ∙ cm ^-1

exercici 2

Es té les següents absorbàncies mesures a diferents concentracions d'un complex metàl·lic a una longitud d'ona de 460 nm, i amb una cel·la d'1 cm de longitud:

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

Calculi la absortivitat molar de l'complex.

Hi ha un total de cinc punts. Per calcular ε cal graficarlos col·locant els valors de A en l'eix Y, i les concentracions c en l'eix X. En aquest punt, es determina la recta dels mínims quadrats, i amb la seva equació es pot determinar ε.

En aquest cas, graficados els punts i traçada la recta amb un coeficient de determinació R ² de 0,9905, el pendent és igual a 7 ∙ 10 ^-4; és a dir, εb = 7 ∙ 10 ^-4. Per tant, amb b = 1 cm, ε serà de 1.428,57 M ^-1.cm ^-1 (1/7 de ∙ 10 ^-4).

referències

1. Wikipedia. (2018). Molar attenuation coefficient. Recuperat de: en.wikipedia.org
2. Science Struck. (2018). Molar absorptivity. Recuperat de: sciencestruck.com
3. Colorimetric Analysis: (Beer 's law or Spectrophotometric Analysis). Recuperat de: chem.ucla.edu
4. Kerner N. (sf). Experiment II - Solution Color, Absorbance, and Beer 's Law. Recuperat de: umich.edu
5. Day, R., & Underwood, A. Química Analítica Quantitativa (cinquena ed.). PEARSON Prentice Hall, pàg-472.
6. Gonzáles M. (17 de novembre de 2010). Absortivitat. Recuperat de: quimica.laguia2000.com