ABSORPTIVITAS MOLAR: CARA MENGHITUNGNYA DAN MENYELESAIKAN LATIHAN - KIMIA - 2025

The absorptivitas molar adalah properti kimia yang menunjukkan berapa banyak cahaya dapat menyerap spesies dalam larutan. Konsep ini sangat penting dalam analisis spektroskopi penyerapan radiasi foton dengan energi dalam rentang ultraviolet dan tampak (Uv-vis).

Karena cahaya terdiri dari foton dengan energinya sendiri (atau panjang gelombang), bergantung pada spesies atau campuran yang dianalisis, satu foton dapat diserap ke tingkat yang lebih tinggi dari yang lain; artinya, cahaya diserap pada panjang gelombang tertentu yang merupakan karakteristik zat.

Sumber: Dr. Console, dari Wikimedia Commons

Dengan demikian, nilai absorptivitas molar berbanding lurus dengan derajat serapan cahaya pada panjang gelombang tertentu. Jika spesies menyerap sedikit cahaya merah, nilai absorptivitasnya akan rendah; sedangkan jika terjadi absorpsi cahaya merah, absorptivitas akan memiliki nilai yang tinggi.

Suatu spesies yang menyerap cahaya merah akan memantulkan warna hijau. Jika warna hijau sangat pekat dan gelap, berarti ada daya serap cahaya merah yang kuat.

Namun, beberapa corak hijau mungkin disebabkan oleh pantulan rentang kuning dan biru yang berbeda, yang bercampur dan dianggap sebagai pirus, zamrud, kaca, dll.

Apa itu absorptivitas molar?

Absorptivitas molar juga dikenal dengan sebutan berikut: kepunahan spesifik, koefisien atenuasi molar, absorpsi spesifik, atau koefisien Bunsen; Ia bahkan dinamai dengan cara lain, itulah sebabnya ia menjadi sumber kebingungan.

Tapi apa sebenarnya absorptivitas molar itu? Ini adalah konstanta yang didefinisikan dalam ekspresi matematika dari hukum Lamber-Beer, dan ini hanya menunjukkan seberapa banyak spesies atau campuran kimia menyerap cahaya. Persamaan tersebut adalah:

A = εbc

Dimana A adalah absorbansi larutan pada panjang gelombang yang dipilih λ; b adalah panjang sel di mana sampel yang akan dianalisis berada, dan oleh karena itu, adalah jarak yang dilintasi cahaya di dalam larutan; c adalah konsentrasi spesies penyerap; dan ε, absorptivitas molar.

Diketahui λ, dinyatakan dalam nanometer, nilai ε tetap konstan; tetapi ketika mengubah nilai λ, yaitu, saat mengukur absorbansi dengan lampu energi lain, ε berubah, mencapai nilai minimum atau maksimum.

Jika nilai maksimumnya, ε _max , diketahui, λ _max ditentukan pada saat yang bersamaan ; yaitu, cahaya yang paling banyak diserap spesies:

Sumber: Gabriel Bolívar

Unit

Berapa satuan ε? Untuk menemukannya, harus diketahui bahwa absorbansi merupakan nilai tak berdimensi; dan oleh karena itu, perkalian unit b dan c harus dibatalkan.

Konsentrasi spesies penyerap dapat dinyatakan dalam g / L atau mol / L, dan b biasanya dinyatakan dalam cm atau m (karena ini adalah panjang sel yang dilewati berkas cahaya). Molaritas sama dengan mol / L, jadi c juga dinyatakan sebagai M.

Jadi, mengalikan unit b dan c, kita mendapatkan: M ∙ cm. Maka unit apa yang harus ε miliki agar nilai A tidak berdimensi? Yang mengalikan M ∙ cm menghasilkan nilai 1 (M ∙ cm x U = 1). Memecahkan U, kita hanya mendapatkan M ^-1 ∙ cm ^-1 , yang juga bisa ditulis sebagai: L ∙ mol ^-1 ∙ cm ^-1 .

Faktanya, menggunakan satuan M ^-1 ∙ cm ^-1 atau L ∙ mol ^-1 ∙ cm ^-1 mempercepat perhitungan untuk menentukan absorptivitas molar. Namun, biasanya juga dinyatakan dalam satuan m ² / mol atau cm ² / mol.

Jika dinyatakan dalam satuan ini, beberapa faktor konversi harus digunakan untuk memodifikasi satuan b dan c.

Bagaimana cara menghitungnya?

Izin langsung

Absorptivitas molar dapat dihitung secara langsung dengan menyelesaikannya pada persamaan di atas:

ε = A / bc

Jika konsentrasi spesies penyerap, panjang sel, dan absorbansi yang diperoleh pada panjang gelombang diketahui, ε dapat dihitung. Namun, cara menghitung ini mengembalikan nilai yang tidak akurat dan tidak dapat diandalkan.

Metode grafik

Jika Anda melihat lebih dekat persamaan hukum Lambert-Beer, Anda akan melihat bahwa persamaan ini terlihat seperti persamaan garis (Y = aX + b). Artinya, jika nilai A diplot pada sumbu Y, dan nilai c pada sumbu X, maka harus diperoleh garis lurus yang melewati titik asal (0,0). Jadi, A akan menjadi Y, X akan menjadi c, dan itu akan sama dengan εb.

Oleh karena itu, setelah garis tersebut dibuat grafiknya, cukup mengambil dua titik untuk menentukan kemiringannya, yaitu a. Setelah ini selesai, dan panjang sel, b, diketahui, mudah untuk mencari nilai dari ε.

Tidak seperti jarak langsung, plot A vs c memungkinkan pengukuran absorbansi dirata-ratakan dan mengurangi kesalahan eksperimental; dan juga, garis tak terbatas dapat melewati satu titik, jadi jarak langsung tidak praktis.

Demikian pula, kesalahan eksperimental dapat menyebabkan garis tidak melewati dua, tiga atau lebih titik, sehingga garis yang diperoleh setelah menerapkan metode kuadrat terkecil benar-benar digunakan (fungsi yang sudah tergabung dalam kalkulator). Semua ini mengasumsikan linearitas tinggi, dan oleh karena itu, sesuai dengan hukum Lamber-Beer.

Latihan terselesaikan

Latihan 1

Diketahui bahwa larutan senyawa organik dengan konsentrasi 0,008739 M memiliki absorbansi sebesar 0,6346, diukur pada λ = 500 nm dengan panjang sel 0,5 cm. Hitung absorptivitas molar kompleks pada panjang gelombang tersebut.

Dari data ini, ε dapat diselesaikan secara langsung:

ε = 0,6346 / (0,5 cm) (0,008739M)

145,23 M ^-1 ∙ cm ^-1

Latihan 2

Absorbansi berikut diukur pada konsentrasi berbeda dari kompleks logam pada panjang gelombang 460 nm, dan dengan sel dengan panjang 1 cm:

J: 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

Hitung absorptivitas molar kompleks.

Ada total lima poin. Untuk menghitung ε kita perlu membuat grafik dengan menempatkan nilai A pada sumbu Y, dan konsentrasi c pada sumbu X. Setelah ini dilakukan, garis kuadrat terkecil ditentukan, dan dengan persamaannya kita dapat menentukan ε.

Dalam hal ini, setelah merencanakan poin dan menggambar garis dengan koefisien determinasi R ² dari 0,9905, kemiringan sama dengan 7 ∙ 10 ^-4 ; yaitu, εb = 7 ∙ 10 ^-4 . Oleh karena itu, dengan b = 1 cm, ε akan 1428,57 M ^-1 .CM ^-1 ( 1/7 ∙ 10 ^-4 ).

Referensi

1. Wikipedia. (2018). Koefisien atenuasi molar. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
2. Science Struck. (2018). Absorptivitas Molar. Diperoleh dari: sciencestruck.com
3. Analisis Kolorimetri: (Hukum Beer atau Analisis Spektrofotometri). Diperoleh dari: chem.ucla.edu
4. Kerner N. (nd). Percobaan II - Warna Larutan, Absorbansi, dan Hukum Bir. Diperoleh dari: umich.edu
5. Day, R., & Underwood, A. Quantitative Analytical Chemistry (edisi ke-5). PEARSON Prentice Hall, hal-472.
6. Gonzáles M. (17 November 2010). Absorptivitas Dipulihkan dari: quimica.laguia2000.com