Absorção molar

O que é absorção molar?

O Absorção molar É uma propriedade química que indica quanta luz pode absorver uma espécie em solução. Isto é, é uma unidade que mede a capacidade de uma solução de absorver luz. 

Como a luz consiste em fótons com energia (ou comprimentos de onda), dependendo da espécie ou mistura mista, um fóton pode ser absorvido em um grau maior do que outro. Significa que a luz é absorvida em certos comprimentos de onda característicos da substância.

Assim, o valor da absorção molar é diretamente proporcional ao grau de absorção de luz a um certo comprimento de onda. Se a espécie absorve pouca luz vermelha, seu valor absorvente será baixo. Se houver uma absorção pronunciada da luz vermelha, a absorção terá um alto valor.

Uma espécie que absorve a luz vermelha refletirá uma cor verde. Se a cor verde é muito intensa e escura, significa que há uma forte absorção de luz vermelha.

No entanto, alguns tons verdes podem ser devidos aos reflexos de diferentes faixas de amarelo e azul, que são misturadas e percebidas como verde turquesa, esmeralda, vidro, etc.

Equação de absorção molar

A absorção molar é uma constante definida na expressão matemática da lei de Lambert-Beer e simplesmente aponta quanta luz absorve a espécie química ou a mistura. A equação é:

A = εbc

Onde A é a absorvância da solução para um comprimento de onda λ selecionado, B é o comprimento da célula em que a amostra a ser analisada está contida e, portanto, é a distância que a luz passa dentro da solução, C é o concentração das espécies absorventes e ε, absorvente molar.

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Dado λ, expresso em nanômetros, o valor de ε permanece constante. Mas, alterando os valores de λ, ou seja, medindo absorvâncias com luzes de outras energias, ε muda, atingindo um valor mínimo ou máximo.

Se seu valor máximo for conhecido, ε_Máx, É determinado ao mesmo tempo λ_Máx. Isto é, a luz que mais absorve as espécies:

Gráfico onde os valores máximos de absorção de luz de uma espécie química são mostrados. Fonte: Gabriel Bolívar

Unidades

Para conhecer as unidades de ε, devemos saber que os absorvâncias são valores sem dimensão e, portanto, a multiplicação das unidades B e C deve ser anulada.

A concentração das espécies absorventes pode ser expressa em G/L ou Mol/L, e B geralmente expressa em CM ou M (porque é o comprimento da célula que cruza o feixe de luz). A molaridade é igual a mol/l, então C também é expressa como M.

Assim, multiplicar as unidades B e C é obtido: M ∙ cm. As unidades que ε devem ter que deixar o valor de A são aquelas que multiplicar.

Limpando você, você é simplesmente obtido m^-1∙ CM^-1, que também pode ser escrito como: l ∙ mol^-1∙ CM^-1.

De fato, use M unidades^-1∙ CM^-1 ou l ∙ mol^-1∙ CM^-1 acelera os cálculos para determinar a absorção molar. No entanto, também é geralmente expresso com m unidades²/mol ou cm²/mol.

Quando expresso com essas unidades, alguns fatores de conversão devem ser usados ​​para modificar as unidades B e C.

Como calcular a absorção molar?

Liberação direta

A absorção molar pode ser calculada diretamente por sua limpeza na equação anterior:

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ε = a/bc

Se a concentração da espécie absorvente for conhecida, o comprimento da célula e qual é a absorvância obtida em um comprimento de onda, poderá ser calculada ε. No entanto, essa maneira de calcular produz um valor imprecionado e não confiável.

Método gráfico

Se a equação da lei de Lambert-Beer for observada cuidadosamente, será observado que ela se assemelha à equação de uma linha (y = ax+b).

Isso significa que se os valores de eixo A forem gráficos. Assim, seria y, x seria C, e seria equivalente a εb.

Portanto, o gráfico de linha, basta levar dois pontos para determinar a inclinação, isto é, para. Uma vez feito isso, e o comprimento da célula, B, é fácil limpar o valor de ε.

Ao contrário da liberação direta, gráfico vs. C permite que você medem medidas de absorvância média e reduza o erro experimental e, também, através de um único ponto, eles podem passar infinitos retos; portanto, a liberação direta não é prática.

Além disso, erros experimentais podem fazer uma linha não passam por dois, três ou mais pontos; portanto, a linha obtida após a aplicação do método mínimo quadrado é realmente usado (função que já está incorporada às calculadoras).

Tudo isso assumindo uma alta linearidade e, portanto, conformidade com a lei de Lamber-Beer.

Exercícios resolvidos

Exercício 1

Sabe -se que uma solução de um composto orgânico com uma concentração de 0.008739 m apresentou uma absorvância de 0.6346, medido em λ = 500 nm e com uma célula de 0.5 cm de comprimento. Calcule qual é a absorção molar do complexo ao referido comprimento de onda.

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A partir desses dados, pode ser liberado diretamente ε:

ε = 0.6346/(0.5 cm) (0.008739 m)

145.23 m^-1∙ CM^-1

Exercício 2

As seguintes absorvâncias medidas em diferentes concentrações de um complexo metálico a um comprimento de onda de 460 nm e com uma célula de 1 cm de comprimento: Comprimento:

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

Calcule a absorção molar do complexo.

Há um total de cinco pontos. Para calcular ε, é necessário representá -los colocando os valores de um no eixo y. Uma vez feito isso, a linha dos quadrados mínimos é determinada e, com sua equação, ela pode ser determinada ε.

Nesse caso, os pontos gráficos e desenharam a linha com um coeficiente de determinação r² de 0.9905, a inclinação é igual a 7 ∙ 10^-4, isto é, εb = 7 ∙ 10^-4.

Portanto, com b = 1cm, ε será 1428,57 m^-1.cm^-1 (1/7 ∙ 10^-4).

Referências

1. Coeficiente de atenuação molar. Recuperado de.Wikipedia.org
2. Science Struct. Absorção molar. Recuperado de Sciencestruck.com
3. Análise Colorimétrica (Lei da Cerveja ou Análise Espectrofotométrica). Química recuperada.UCLA.Edu