Apa itu, rajah tenaga molekul dan senaman

The transmisi Optik adalah kota antara intensiti cahaya yang muncul dan insiden intensiti cahaya pada sampel penyelesaian lutut yang telah diterangi dengan cahaya monokromatik.

Proses fizikal laluan cahaya melalui sampel dipanggil Transmisi bercahaya dan juga transmisi Ia adalah ukuran penghantaran cahaya. Transmisi adalah nilai penting untuk menentukan kepekatan sampel yang umumnya dibubarkan dalam pelarut seperti air atau alkohol, antara lain.

Rajah 1. Pemasangan untuk pengukuran transmisi. Sumber: f. Zapata.

Elektro-fotometer mengukur berkadar semasa dengan intensiti cahaya yang mempengaruhi permukaannya. Untuk mengira transmisi, isyarat intensiti yang sepadan dengan pelarut sahaja diukur secara umum dan hasil ini direkodkan sebagai Io.

Kemudian sampel dibubarkan dalam pelarut dengan keadaan pencahayaan yang sama dan isyarat yang diukur oleh fotometer elektro ditandakan kerana ia dilambangkan sebagai Yo, Kemudian transmisi dikira mengikut formula berikut:

T = i / iSama ada

Harus diingat bahawa transmisi adalah jumlah tanpa dimensi, kerana ia adalah ukuran intensitas cahaya sampel berhubung dengan intensitas transmisi pelarut.

[TOC]

Apa itu transmisi?

Penyerapan cahaya dalam medium

Apabila cahaya melalui sampel, sebahagian daripada tenaga cahaya diserap oleh molekul. Transmisi adalah ukuran makroskopik fenomena yang berlaku pada tahap molekul atau atom.

Cahaya adalah gelombang elektromagnet, tenaga yang diangkut di dalam medan elektrik dan magnet gelombang. Bidang berayun ini berinteraksi dengan molekul bahan.

Ia boleh melayani anda: Rutherford Model Atom: Sejarah, Eksperimen, Postulates

Tenaga yang mengangkut gelombang bergantung pada kekerapannya. Cahaya monokromatik hanya mempunyai satu kekerapan, manakala cahaya putih mempunyai julat kekerapan atau spektrum.

Semua frekuensi gelombang gelombang elektromagnet dalam vakum pada kelajuan yang sama 300000 km/s. Sekiranya kita menunjukkan c Pada kelajuan cahaya dalam vakum, hubungan antara kekerapan F dan panjang gelombang λ adalah:

C = λ ⋅F

Sebagai c Ia tetap pada setiap kekerapan sepadan dengan panjang gelombang masing -masing.

Untuk mengukur transmisi bahan, kawasan spektrum elektromagnet yang kelihatan (380 nm pada 780 nm), rantau ultraviolet (180 hingga 380 nm) dan inframerah (780 nm hingga 5600 nm) digunakan 

Kelajuan penyebaran cahaya dalam medium material bergantung pada kekerapan dan kurang dari c. Ini menerangkan penyebaran dalam prisma yang mana frekuensi yang membentuk cahaya putih dapat dipisahkan. 

Teori molekul penyerapan cahaya 

Atom dan molekul telah mengukur tahap tenaga. Pada suhu bilik, molekul berada pada tahap tenaga terendah mereka.

Foton adalah zarah kuantum yang dikaitkan dengan gelombang elektromagnet. Tenaga Foton juga diukur, iaitu, foton frekuensi F Ia mempunyai tenaga yang diberikan oleh:

E = h ⋅f

di mana h Ia adalah pemalar Planck yang nilainya ialah 6.62 × 10^-34 j.

Cahaya monokromatik adalah rasuk foton kekerapan dan tenaga yang diberikan.

Molekul menyerap foton apabila tenaga mereka bertepatan dengan perbezaan yang diperlukan untuk mengambil molekul ke tahap tenaga yang lebih tinggi.

Peralihan tenaga dengan penyerapan foton dalam molekul boleh beberapa jenis:

Boleh melayani anda: Enjin sangkar tupai

1- Peralihan elektronik, apabila elektron orbital molekul lulus ke orbital tenaga yang lebih besar. Peralihan ini biasanya berlaku dalam julat yang kelihatan dan ultraviolet dan yang paling penting.

2- Peralihan getaran, tenaga ikatan molekul juga dikira dan apabila foton rantau inframerah diserap molekul berlalu ke keadaan tenaga getaran yang lebih tinggi.

3- Peralihan putaran, apabila penyerapan foton membawa kepada molekul ke keadaan putaran tenaga yang lebih besar.

Rajah Tenaga Molekul

Peralihan ini lebih difahami dengan gambarajah tenaga molekul yang ditunjukkan dalam Rajah 2:

Rajah 2. Rajah Tenaga Molekul. Sumber: f. Zapata.

Dalam rajah garis mendatar mewakili tahap tenaga molekul yang berbeza. Line E0 adalah tahap tenaga asas atau lebih rendah. Tahap E1 dan E2 adalah tahap tenaga yang lebih tinggi. Tahap E0, E1, E2 sesuai dengan keadaan elektronik molekul.

Sub -level 1, 2, 3, 4 dalam setiap tahap elektronik sesuai dengan keadaan getaran yang berbeza yang sepadan dengan setiap tahap elektronik. Setiap tahap ini mempunyai subdivisi terbaik yang tidak ditunjukkan yang sesuai dengan keadaan putaran yang berkaitan dengan setiap tahap getaran.

Gambar rajah menunjukkan anak panah menegak yang mewakili tenaga foton dalam julat inframerah, kelihatan dan ultraviolet. Seperti yang dapat dilihat foton inframerah tidak mempunyai tenaga yang cukup untuk menggalakkan peralihan elektronik, sebaliknya radiasi yang kelihatan dan ultraviolet ya.

Apabila insiden foton rasuk monokromatik bertepatan dengan tenaga (atau kekerapan) dengan perbezaan tenaga antara keadaan tenaga molekul, maka penyerapan foton berlaku.

Boleh melayani anda: skala termometrik

Faktor bergantung pada transmisi

Mengikut apa yang dikatakan di bahagian sebelumnya, transmisi itu akan bergantung kepada beberapa faktor di antaranya kita boleh namakan:

1- kekerapan yang mana sampel menyala.

2- Jenis molekul yang ingin anda analisis.

3- Kepekatan penyelesaian.

4- Panjang jalan yang dilalui melalui rasuk cahaya.

Data eksperimen menunjukkan bahawa transmisi T berkurangan secara eksponen dengan kepekatan C Dan dengan panjang L jalan optik:

T = 10^{-A angani c}

Dalam ungkapan sebelumnya ke Ia adalah pemalar yang bergantung pada kekerapan dan jenis bahan.

Latihan diselesaikan

Latihan 1

Sampel corak bahan tertentu mempunyai kepekatan 150 micromoles seliter (μM). Apabila transmisi anda dengan 525 nm diukur, penghantaran 0 0 diperolehi.4. 

Satu lagi sampel bahan yang sama, tetapi kepekatan yang tidak diketahui mempunyai transmisi 0.5, apabila diukur pada kekerapan yang sama dan dengan ketebalan optik yang sama. 

Kirakan kepekatan sampel kedua.

Jawapan

Transmitting T mereput secara eksponen dengan kepekatan C:

T = 10^{-B angani}

Sekiranya anda mengambil logaritma kesamaan sebelumnya, ia kekal:

log t = -b ⋅ c

Membahagikan Ahli kepada Ahli Kesamaan sebelumnya yang digunakan untuk setiap sampel dan membersihkan kepekatan yang tidak diketahui kekal:

C2 = c1 ⋅ (log t2 / log t1)

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

Rujukan

1. Atkins, ms. 1999. Kimia Fizikal. Edisi Omega. 460-462.
2. Panduan. Transmisi dan penyerapan. Pulih dari: kimia.Laguia2000.com
3. Toksikologi Alam Sekitar. Transmisi, penyerapan dan undang -undang Lambert. Pulih dari: repositori.Innovationumh.adalah
4. Fizik Pengembaraan. Penyerapan dan transmisi. Pulih dari: rpfisica.Blogspot.com
5. Sistophotometry. Pulih dari: chem.Libretxts.org
6. Toksikologi Alam Sekitar. Transmisi, penyerapan dan undang -undang Lambert. Pulih dari: repositori.Innovationumh.adalah
7. Wikipedia. Transmisi. Pulih dari: wikipedia.com
8. Wikipedia. Spectrophotometry. Pulih dari: wikipedia.com