كيفية حساب خاصية الامتصاصية المولارية

تعد الامتصاصية المولارية – والمعروفة أيضًا بمعامل الاندثار المولي – قياسًا لشدة امتصاص المحاليل الكيميائية للضوء عند طول موجي معين، ويمكن الاستفادة منها في عمل مقارنات بين المركبات بدون الأخذ بعين الاعتبار الاختلافات في التركيز أو الكمية أثناء القياسات، لأنها خاصية محدّدة بالنوع الكيميائي.^{[١]Xمصدر بحثي} تستخدم هذه الخاصية عادةً في الكيمياء ولا داعي للخلط بين معامل الاندثار المولي الذي نحن بصدده وبين معامل الانطفاء المستخدم بكثرة في الفيزياء. الوحدات القياسية المستخدمة في قياس الامتصاصية المولارية هي لتر/مول.سنتيمتر (L mol^-1 cm^-1).^{[٢]Xمصدر بحثي}

جزء 1

جزء 1 من 2:

حساب الامتصاصية المولارية بالمعادلة

تنزيل المقال

1
يجب فهم معادلة بير-لامبرت للامتصاصية A = ɛlc. تشير المعادلة القياسية للامتصاصية إلى أنّ A = ɛlc حيث تمثل A كمية الضوء الممتصة بواسطة العينة (المحلول الكيميائي) عند طول موجي معين، وɛ تمثل خاصية الامتصاصية المولارية، وl تمثل المسافة التي يقطعها الضوء عبر المحلول. وأخيرًا c تعبر عن تركيز المحلول بوحدة الحجم. ^{[٣]Xمصدر بحثي}
- يمكن أيضًا حساب الامتصاصية "A" باستخدام النسبة بين امتصاص المحلول لعينة ضوء مرجعية "معروف شدتها مسبقًا" والعينة المجهولة "المطلوب حسابها" وذلك باستخدام المعادلة التالية A = log₁₀(I_o/I).^{[٤]Xمصدر بحثي}
- يتم قياس شدة الضوء باستخدام جهاز سبكتروفوتوميتر.
- سيتغير امتصاص المحلول بناءً على الطول الموجي للضوء الذي يمر من خلال هذا المحلول. يتم امتصاص بعض الأطوال الموجية بدرجة أكبر من غيرها بناءً على تركيب المحلول. تذكر تسجيل الطول الموجي المستخدم لحساباتك.^{[٥]Xمصدر بحثي}
2
أعد ترتيب معادلة بير-لامبرت لحساب الامتصاصية المولارية. سنقوم باستخدام بعض الجبر لوضع الامتصاصية المولارية في طرف واحد من المعادلة، حيث سنقسم الامتصاصية على حاصل ضرب طول الأنبوب والتركيز كالتالي: ɛ = A/lc يمكننا الآن استخدام هذه المعادلة لإيجاد الامتصاصية المولارية عند طول موجي معين.
- قد تختلف قراءات امتصاص الضوء "A" طبقًا لتركيز المحلول وشكل الوعاء المستخدمين في قياس الشدة. تعوّض الامتصاصية المولارية هذه الاختلافات.^{[٦]Xمصدر بحثي}
3
احصل على قيم بعض المتغيرات باستخدام عملية قياس الطيف الضوئي. يسمح جهاز سبكتروفوتوميتر (spectrophotometer) لطول موجي محدد من الضوء بالمرور خلال مادة ما ويقيس كمية الضوء الخارجة بعد ذلك. سيتم امتصاص بعض الضوء بواسطة المحلول والضوء المتبقي سيمر من خلاله ليتم استخدامه لقياس امتصاصية هذا المحلول أي قدرته على امتصاص ضوء ذي طول موجي معين.
- حضّر محلولًا معروف التركيز "c" لاستخدامه في التحليل. وحدة التركيز هي مولار أو مول/لتر.^{[٧]Xمصدر بحثي}
- قس طول الكيوفيت (خلية الامتصاص) لإيجاد طول المسار "l" الذي يقطعه الضوء بوحدة السنتيمتر.
- احصل على قيمة الامتصاصية "A" عند طول موجي معين باستخدام جهاز سبيكتروفوتوميتر كما ذكرنا، وحدة الطول الموجي هي المتر، لكن معظم الأطول الموجية صغيرة جدًا، لذلك يتم قياسهم بوحدة نانوميتر (nm) كوحدة مصغّرة للطول. ^{[٨]Xمصدر بحثي}.
4
ضع قيم المتغيرات وحل معادلة الامتصاصية المولارية. ضع القيم التي حصلت عليها لكل من "A" و"c" و"l" في المعادلة ɛ = A/lc. اضرب "l" في "c" ثم اقسم "A" على ناتج الضرب لتحصل على قيمة الامتصاصية المولارية.
- على سبيل المثال: إذا قمت باستخدام خلية امتصاص (كيوفيت) طولها 1 سم وقست الامتصاص لمحلول تركيزه 0.05 مول/لتر لضوء طوله الموجي 280 nm فكانت قيمة الامتصاص تساوي 1.5. ما قيمة الامتصاصية المولارية لهذه المحلول؟
  - ɛ₂₈₀ = A/lc = 1.5/(1 x 0.05) = 30 L mol^-1 cm^-1

جزء 2

جزء 2 من 2:

حساب الامتصاصية المولارية برسم الخط الأكثر توافقا

تنزيل المقال

حضّر ثلاثة أو أربعة تركيزات من محلول واحد. قس امتصاصية كل تركيز من المحلول لضوء عند طول موجي معين. ابدأ بالمحلول الأقل تركيزًا وانتقل للأعلى. الترتيب غير مهم، لكن اعرف كل قيمة من قيم الامتصاص تتبع أي تركيز.
2
ارسم التركيز مقابل الامتصاصية على رسم بياني. قم بتمثيل كل نقطة حصلت عليها باستخدام القيم الناتجة من جهاز سبيكتروفوتوميتر على رسم بياني خطي. ضع التركيز على محور-س والامتصاصية على محور-ص لكل قيمة مفردة. ^{[٩]Xمصدر بحثي}
- ارسم خطًّا بين كل النقط. ينبغي أن تشكل النقط خطًّا مستقيمًا لو كانت تلك الحسابات صحيحة، ويدل ذلك على العلاقة الطردية بين الامتصاصية والتركيز في قانون بير-لامبرت. ^{[١٠]Xمصدر بحثي}
3
احسب ميل الخط المستقيم الأكثر توافقًا بين النقط. فميل الخط هو الزيادة داخل المدى Rise على الزيادة داخل المجال Runأو بشكل بسيط نحسب الميل باستخدام نقطتين من نقاط البيانات المتوفرة، طرح إحداثيات محور الصادات ومحور السينات من بعضهم البعض، ثم اقسم ناتج طرح إحداثيات محور الصادات على ناتج طرح إحداثيات محور السينات.
- معادلة ميل خط مستقيم هي (Y₂ - Y₁)/(X₂ - X₁) تعطى النقطة الأعلى على الخط رقم 2، بينما تعطى النقطة السفلية رقم 1 في المعادلة السابقة.
- على سبيل المثال: لمحلول تركيزه 2 مولار قيمة الامتصاصية هي 0.27 وعند تركيز 0.3 مولار تصبح الامتصاصية 0.41. تمثل قيم الامتصاصية احداثيات محور الصادي بينما التركيز يمثل قيم المحور السيني. نستخدم معادلة ميل الخط المستقيم (Y₂ - Y₁)/(X₂ - X₁) = (0.41-0.27)/(0.3-0.2) = 0.14/0.1 = 1.4 هو ميل الخط.
4
اقسم ميل الخط المستقيم على طول المسار "l" (عمق الكيوفيت) لإيجاد قيمة الامتصاصية المولارية. وصلنا للخطوة الأخيرة للحصول على قيمة الامتصاصية المولارية، ستقسم فقط قيمة ميل الخط على طول المسار "l". طول المسار هو عمق الكيوفيت التي تم استخدامها في جهاز السبيكتروفوتوميتر
- استكمالًا لحل مثالنا السابق: فلو كان الميل 1.4 وطول المسار 0.5سم، إذا الامتصاصية المولارية ستساوي 1.4/0.5 =2.8 L mol ^-1 cm^-1.