Sådan bestemmes molær absorptionskoefficient (ε) ved hjælp af UV-Vis spektroskopi

Af Jack Brubaker
Opdateret 30. august 2022

PhotoBylove/iStock/GettyImages

I analytisk kemi er det ultraviolet-synlige (UV-Vis) spektrometer standardværktøjet til at kvantificere, hvor meget lys en prøve absorberer. Mængden af ​​absorption - opfanget som absorbans (A) - afhænger af tre nøglevariable:prøvens koncentration (c), kuvettens vejlængde (l) og den molære absorptionskoefficient (ε), også kendt som den molære ekstinktionskoefficient. Forholdet er udtrykt af Beers lov:A=εcl . For at løse en af disse variabler skal de tre andre være kendte.

Trin-for-trin-beregninger

Trin 1 – Identificer absorptionen ved din målbølgelængde

Brug absorbansspektret produceret af dit UV-Vis instrument. Spektret plotter absorbans versus bølgelængde (nm). Toppe på grafen angiver bølgelængder, hvor forbindelsen absorberer stærkest; vælg den top, der bedst matcher dit analytiske mål.

Trin 2 – Beregn prøvekoncentrationen (molaritet)

Bestem opløsningens molaritet (M) med formlen:

M=(gram opløst stof) ÷ (molekylvægt i gmol⁻¹) ÷ (liter opløsning).

For eksempel giver opløsning af 0,10 g tetraphenylcyclopentadienon (MW=384gmol⁻¹) i 1,00L methanol:

M=0,10 g ÷ 384 gmol⁻¹ ÷ 1,00L=2,6×10⁻⁴M.

Trin 3 – Mål stiens længde

Kuvettens optiske vejlængde er normalt 1,0 cm, selvom andre længder er tilgængelige - især for gasformige prøver. Vejlængden er ofte trykt på absorbansspektret eller på selve kuvetten.

Trin 4 – Løs for den molære absorptionskoefficient

Omarranger Beers lov for at isolere ε:

ε=A ÷ (c×l)

Ved at bruge tetraphenylcyclopentadienon-eksemplet:to toppe vises ved 343 nm (A=0,89) og 512 nm (A=0,35). Med en 1,0 cm kuvette og en koncentration på 2,6×10⁻⁴M er koefficienterne:

ε(343nm)=0,89 ÷ (2,6×10⁻⁴×1,0)≈3423Lmol⁻¹cm⁻¹

ε(512nm)=0,35 ÷ (2,6×10⁻⁴×1,0)≈1346Lmol⁻¹cm⁻¹

Hvad du skal bruge

• Videnskabelig lommeregner eller regnearkssoftware
• UV-Vis absorbansspektrum for prøven
• Nøjagtig prøvemasse og molekylvægt
• Løsningsvolumen og kuvettebanelængde