TRANSMITTANCE: ANO ITO, DIAGRAM NG ENERHIYA NG MOLEKULAR AT EHERSISYO - PISIKAL - 2025

Ang optika ng transmittance ay ang ratio ng umuusbong na intensity ng ilaw at ang insidente ng light intensity sa isang sample ng translucent solution na naipaliwanag gamit ang monochromatic light.

Ang pisikal na proseso ng pagpasa ng ilaw sa pamamagitan ng isang sample ay tinatawag na light transmission, at ang transmittance ay isang sukatan ng light transmission. Ang Transmittance ay isang mahalagang halaga upang matukoy ang konsentrasyon ng isang sample na karaniwang natutunaw sa isang solvent tulad ng tubig o alkohol, bukod sa iba pa.

Larawan 1. Assembly para sa pagsukat ng transmittance. Pinagmulan: F. Zapata.

Sinusukat ng isang electro-photometer ang isang kasalukuyang proporsyonal sa ilaw na ilaw na bumagsak sa ibabaw nito. Upang makalkula ang transmittance, ang signal ng intensity na nauugnay sa solvent na nag-iisa ay karaniwang sinusukat muna at ang resulta na ito ay naitala bilang Io.

Pagkatapos ay ang dissolved sample ay inilalagay sa solvent na may parehong mga kondisyon ng pag-iilaw at ang signal na sinusukat ng electro-photometer ay tinukoy bilang ako, kung gayon ang paghahatid ay kinakalkula alinsunod sa sumusunod na pormula:

T = Ako / ako o

Dapat pansinin na ang transmittance ay isang walang sukat na dami, sapagkat ito ay isang sukatan ng maliwanag na intensity ng isang sample na may kaugnayan sa intensity ng paghahatid ng solvent.

Ano ang transmittance?

Pagsipsip ng ilaw sa isang daluyan

Kapag ang ilaw ay dumaan sa isang sample, ang ilan sa mga ilaw na enerhiya ay nasisipsip ng mga molekula. Ang Transmittance ay ang panukat ng macroscopic ng isang kababalaghan na nangyayari sa antas ng molekular o atomic.

Ang ilaw ay isang electromagnetic wave, ang enerhiya na dala nito ay nasa electric at magnetic field ng alon. Ang mga oscillating na patlang na ito ay nakikipag-ugnay sa mga molekula ng isang sangkap.

Ang enerhiya na dala ng alon ay nakasalalay sa dalas nito. Ang ilaw ng monochromatic ay may isang solong dalas, habang ang puting ilaw ay may isang saklaw o spectrum ng mga dalas.

Ang lahat ng mga frequency ng isang electromagnetic wave na paglalakbay sa isang vacuum sa parehong bilis ng 300,000 km / s. Kung ipinapahiwatig namin sa pamamagitan ng c ang bilis ng ilaw sa vacuum, ang ugnayan sa pagitan ng dalas f at haba ng haba ay:

c = λ⋅f

Dahil ang c ay isang pare-pareho, ang bawat dalas ay tumutugma sa kani-kanilang haba ng haba.

Upang masukat ang pagpapadala ng isang sangkap, ginagamit ang mga rehiyon ng nakikitang electromagnetic spectrum (380 nm hanggang 780 nm), ang rehiyon ng ultraviolet (180 hanggang 380 nm) at ang rehiyon ng infrared (780 nm hanggang 5600 nm) ay ginagamit.

Ang bilis ng pagpapalaganap ng ilaw sa isang materyal na daluyan ay nakasalalay sa dalas at mas mababa sa c. Ipinapaliwanag nito ang pagkalat sa isang prisma kung saan ang mga dalas na bumubuo ng puting ilaw ay maaaring paghiwalayin.

Ang teorya ng molekular na pagsipsip ng ilaw

Ang mga paglilipat na ito ay pinakamahusay na nauunawaan na may isang diagram ng enerhiya ng molekular na ipinapakita sa Larawan 2:

Larawan 2. Ang diagram ng enerhiya ng molekular. Pinagmulan: F. Zapata.

Sa diagram ang mga pahalang na linya ay kumakatawan sa iba't ibang mga antas ng enerhiya ng molekular. Ang linya ng E0 ay pangunahing o mas mababang antas ng enerhiya. Mga Antas E1 at E2 ay nasasabik na antas ng mas mataas na enerhiya. Ang antas ng E0, E1, E2 ay tumutugma sa mga elektronikong estado ng molekula.

Ang mga sublevels 1, 2, 3, 4 sa loob ng bawat antas ng electronic ay tumutugma sa iba't ibang mga pang-vibrate na estado na naaayon sa bawat antas ng electronic. Ang bawat isa sa mga antas na ito ay may mas mahusay na mga subdibisyon na hindi ipinapakita na tumutugma sa mga rotational state na nauugnay sa bawat antas ng panginginig ng boses.

Ang diagram ay nagpapakita ng mga patayong arrow na kumakatawan sa enerhiya ng mga photon sa infrared, nakikita at mga saklaw ng ultraviolet. Tulad ng makikita, ang mga infrared photon ay walang sapat na enerhiya upang maitaguyod ang mga elektronikong paglilipat, habang nakikita at nakikita ang radiation ng ultraviolet.

Kapag ang insidente ng mga photon ng isang monochromatic beam ay nag-tutugma sa enerhiya (o dalas) na may pagkakaiba sa enerhiya sa pagitan ng mga estado ng molekular na enerhiya, pagkatapos ang pagsipsip ng mga photon ay nangyayari.

Ang mga kadahilanan kung saan nakasalalay ang paglilipat

Ayon sa sinabi sa nakaraang seksyon, ang paglilipat ay depende sa maraming mga kadahilanan, kung saan maaari nating pangalanan:

1- Ang dalas kung saan ang sample ay naiilaw.

2- Ang uri ng mga molekula na masuri.

3- Ang konsentrasyon ng solusyon.

4- Ang haba ng landas na biniyahe ng light beam.

Ang data na pang-eksperimentong nagpapahiwatig na ang transmittance T ay bumabawas nang malaki sa konsentrasyon C at sa haba ng L ng optical path:

T = 10 ^-a⋅C⋅L

Sa expression sa itaas ng isang ay isang pare-pareho na nakasalalay sa dalas at ang uri ng sangkap.

Nalutas ang ehersisyo

Ehersisyo 1

Ang isang karaniwang sample ng isang tiyak na sangkap ay may konsentrasyon ng 150 micromoles bawat litro (μM). Kung ang paglilipat nito ay sinusukat na may ilaw na 525 nm, isang transmittance na 0.4 ay nakuha.

Ang isa pang sample ng parehong sangkap, ngunit ng hindi kilalang konsentrasyon, ay may transmittance na 0.5, kapag sinusukat sa parehong dalas at may parehong kapal ng optical.

Kalkulahin ang konsentrasyon ng pangalawang sample.

Sagot

Ang transmittance T ay nabubulok nang malaki sa konsentrasyon C:

T = 10 ^-b⋅L

Kung ang logarithm ng nakaraang pagkakapantay-pantay ay nakuha, nananatili ito:

mag-log T = -b .C

Ang pagbabahagi ng miyembro ng miyembro ng nakaraang pagkakapantay-pantay na inilapat sa bawat sample at paglutas para sa hindi kilalang konsentrasyon ay nananatiling:

C2 = C1⋅ (log T2 / log T1)

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

Mga Sanggunian

1. Atkins, P. 1999. Physical Chemistry. Mga edisyon ng Omega. 460-462.
2. Ang gabay. Transmittance at pagsipsip. Nabawi mula sa: quimica.laguia2000.com
3. Toxicology ng Kapaligiran. Transmittance, pagsipsip at batas ni Lambert. Nabawi mula sa: repositorio.innovacionumh.es
4. Pisikal na pakikipagsapalaran. Pagsipsip at paglilipat. Nabawi mula sa: rpfisica.blogspot.com
5. Spectophotometry. Nabawi mula sa: chem.libretexts.org
6. Toxicology ng Kapaligiran. Transmittance, pagsipsip at batas ni Lambert. Nabawi mula sa: repositorio.innovacionumh.es
7. Wikipedia. Paglilipat. Nabawi mula sa: wikipedia.com
8. Wikipedia. Spectrophotometry. Nabawi mula sa: wikipedia.com