Hva er, molekylært energisiagram og trening

De overføring Optikk er kvotienten mellom den nye lysintensiteten og lysintensitetshendelsen på en prøve av gjennomskinnelig løsning som har blitt opplyst med monokromatisk lys.

Den fysiske prosessen med passering av lys gjennom en prøve kalles lysende overføring og overføring Det er et mål på lysoverføringen. Overføring er en viktig verdi for å bestemme konsentrasjonen av en prøve som vanligvis blir oppløst i et løsningsmiddel som vann eller alkohol, blant annet.

Figur 1. Montering for måling av transmittans. Kilde: f. Zapata.

Et elektrofotometer måler en strøm proporsjonalt med lysintensiteten som påvirker overflaten. For å beregne overføringen måles signalet om intensiteten som tilsvarer løsningsmidlet alene, og dette resultatet blir registrert som Io.

Deretter blir prøven oppløst i løsningsmidlet med de samme lysforholdene og det målte signalet med elektrofotometeret betegnet som det er betegnet som Yo, Deretter beregnes overføringen i henhold til følgende formel:

T = i / ienten

Det skal bemerkes at overføring er en dimensjonsløs mengde, fordi det er et mål på lysintensiteten til en prøve i forhold til løsningsmiddeloverføringsintensiteten.

[TOC]

Hva er overføring?

Absorpsjon av lys i et medium

Når lyset passerer gjennom en prøve, blir en del av lysenergien absorbert av molekylene. Overføring er det makroskopiske målet på et fenomen som oppstår på molekylært eller atomnivå.

Lys er en elektromagnetisk bølge, energien den transporterer er i det elektriske og magnetiske feltet i bølgen. Disse oscillerende feltene samhandler med molekylene i et stoff.

Det kan tjene deg: Rutherford Atomic Model: History, Eksperimenter, Postulates

Energien som transporterer bølgen avhenger av frekvensen. Monokromatisk lys har bare en frekvens, mens hvitt lys har et frekvensområde eller spekter.

Alle frekvenser av en elektromagnetisk bølge beveger seg i et vakuum med samme hastighet på 300000 km/s. Hvis vi betegner av c Med lysets hastighet i vakuum, forholdet mellom frekvens F og bølgelengde λ er:

C = λ⋅F

Som c Det er en konstant ved hver frekvens tilsvarer sin respektive bølgelengde.

For å måle overføringen av et stoff, brukes regionene i det synlige elektromagnetiske spekteret (380 nm ved 780 nm) det ultrafiolette området (180 til 380 nm) og det av infrarød (780 nm opp til 5600 nm) 

Hastigheten på forplantning av lys i et materielt medium avhenger av frekvensen og er mindre enn c. Dette forklarer spredningen i et prisme som frekvensene som utgjør det hvite lyset kan skilles. 

Molekylær teori om lysabsorpsjon 

Atomer og molekyler har kvantiserte energinivåer. Ved romtemperatur er molekyler på det laveste energinivået.

Fotonet er kvantepartikkelen assosiert med den elektromagnetiske bølgen. Foton -energi er også kvantisert, det vil si et frekvensfoton F Den har energi gitt av:

E = h⋅f

hvor h Det er Plancks konstante hvis verdi er 6,62 × 10^-34 J⋅s.

Monokromatisk lys er en bjelke med fotoner med en frekvens og en gitt energi.

Molekylene absorberer fotoner når energien deres sammenfaller med forskjellen som er nødvendig for å ta molekylet til et høyere energinivå.

Energiovergangene ved absorpsjon av fotoner i molekylene kan være av flere typer:

Kan servere deg: ekornburmotor

1- Elektroniske overganger, når elektroner av molekylære orbitaler passerer til orbital av større energi. Disse overgangene forekommer vanligvis i det synlige og ultrafiolette området og er de viktigste.

2- Vibrasjonsoverganger, molekylære bindingsenergier blir også kvantifisert, og når et foton i det infrarøde området absorberes, passerer molekylet til en høyere vibrasjonsenergitilstand.

3- Rotasjonsoverganger, når absorpsjonen av et foton fører til molekylet til en rotasjonstilstand med større energi.

Molekylær energisiagram

Disse overgangene er bedre forstått med et molekylært energisiagram vist i figur 2:

Figur 2. Molekylær energisiagram. Kilde: f. Zapata.

I diagrammet representerer de horisontale linjene forskjellige molekylære energinivåer. Linje E0 er et grunnleggende eller lavere energinivå. E1- og E2 -nivåene er eksiterte nivåer av større energi. Nivåer E0, E1, E2 tilsvarer de elektroniske tilstandene i molekylet.

Undernivå 1, 2, 3, 4 Innenfor hvert elektronisk nivå tilsvarer de forskjellige vibrasjonstilstandene som tilsvarer hvert elektronisk nivå. Hvert av disse nivåene har de fineste underavdelingene som ikke er vist som tilsvarer rotasjonstilstandene forbundet med hvert vibrasjonsnivå.

Diagrammet viser vertikale piler som representerer energien til fotonene i infrarøde, synlige og ultrafiolette området. Som det kan sees infrarøde fotoner har ikke nok energi til å fremme elektroniske overganger, i stedet synlig stråling og ultrafiolett ja.

Når hendelsen fotoner av en monokromatisk bjelke sammenfaller i energi (eller frekvens) med forskjellen i energi mellom molekylær energiletilstander, oppstår absorpsjonen av fotoner.

Kan tjene deg: termometriske skalaer

Faktorer avhengig av overføring

I henhold til det som ble sagt i forrige seksjon, vil overføringen da avhenge av flere faktorer som vi kan navngi:

1- Frekvensen som prøven lyser opp.

2- Type molekyler du vil analysere.

3- Konsentrasjonen av løsningen.

4- Lengden på stien som ble reist gjennom lysstrålen.

Eksperimentelle data indikerer at overføring T reduseres eksponentielt med konsentrasjon C Og med lengden L av den optiske banen:

T = 10^-A⋅C⋅L

I forrige uttrykk til Det er en konstant som avhenger av frekvens og type stoff.

Trening løst

Oppgave 1

En mønsterprøve av et visst stoff har en konsentrasjon på 150 mikromoler per liter (μm). Når overføringen din med 525 nm måles, oppnås en 0 0 -overføring.4. 

En annen prøve av samme stoff, men av ukjent konsentrasjon har en 0 -overføring.5, når det ble målt med samme frekvens og med samme optiske tykkelse. 

Beregn konsentrasjonen av den andre prøven.

Svar

Transmittans T forfaller eksponentielt med konsentrasjon C:

T = 10^-B⋅L

Hvis du tar logaritmen til forrige likhet, gjenstår den:

Logg t = -b⋅c

Deling medlem til medlem Den tidligere likheten som ble brukt på hver prøve og rydde den ukjente konsentrasjonen gjenstår:

C2 = C1⋅ (log t2 / log t1)

C2 = 150μm⋅ (log 0.5 / log 0.4) = 150μm⋅ (-0.3010 / -0.3979) = 113.5μm

Referanser

1. Atkins, p. 1999. Fysisk kjemi. Omega -utgaver. 460-462.
2. Guiden. Overføring og absorbans. Gjenopprettet fra: Kjemi.Laguia2000.com
3. Miljøtoksikologi. Transmittans, Absorbance and Law of Lambert. Gjenopprettet fra: depot.Innovationumh.er
4. Adventure Physics. Absorbans og transmittans. Gjenopprettet fra: rpfisica.Blogspot.com
5. Sistophotometry. Gjenopprettet fra: Chem.Librettexts.org
6. Miljøtoksikologi. Transmittans, Absorbance and Law of Lambert. Gjenopprettet fra: depot.Innovationumh.er
7. Wikipedia. Overføring. Gjenopprettet fra: Wikipedia.com
8. Wikipedia. Spektrofotometri. Gjenopprettet fra: Wikipedia.com