Wat is, moleculair energiediagram en lichaamsbeweging

De uitzending Optica is het quotiënt tussen de opkomende lichtintensiteit en de lichtintensiteit die invallend is op een monster van doorschijnende oplossing die is verlicht met monochromatisch licht.

Het fysieke proces van de doorgang van licht door een monster wordt genoemd lichtgevende transmissie en de uitzending Het is een maat voor de lichttransmissie. Overdracht is een belangrijke waarde om de concentratie van een monster te bepalen dat in het algemeen wordt opgelost in een oplosmiddel zoals water of alcohol, onder andere.

Figuur 1. Montage voor transmissie -meting. Bron: f. Zapata.

Een elektro-fotometer meet een stroom die evenredig is met de lichtintensiteit die het oppervlak beïnvloedt. Om de transmissie te berekenen, wordt het signaal van de intensiteit die overeenkomt met alleen het oplosmiddel alleen gemeten en dit resultaat wordt geregistreerd als Io.

Vervolgens wordt het monster opgelost in het oplosmiddel met dezelfde verlichtingsomstandigheden en wordt het gemeten signaal door de elektromotometer aangeduid als het wordt aangeduid als aangeduid als Je, Dan wordt de transmissie berekend volgens de volgende formule:

T = i / iof

Opgemerkt moet worden dat transmissie een dimensieloze hoeveelheid is, omdat het een maat is voor de lichtintensiteit van een monster in relatie tot de intensiteit van de oplosmiddeltransmissie.

[TOC]

Wat is transmissie?

Absorptie van licht in een medium

Wanneer het licht door een monster gaat, wordt een deel van de lichte energie geabsorbeerd door de moleculen. Transmissie is de macroscopische maat van een fenomeen dat optreedt op moleculair of atomisch niveau.

Licht is een elektromagnetische golf, de energie die het transporteert, is in het elektrische en magnetische veld van de golf. Deze oscillerende velden werken samen met de moleculen van een stof.

Het kan u van dienst zijn: Rutherford Atomic Model: geschiedenis, experimenten, postulaten

De energie die de golf transporteert, hangt af van de frequentie. Monochromatisch licht heeft slechts één frequentie, terwijl wit licht een frequentiebereik of spectrum heeft.

Alle frequenties van een elektromagnetische golfreizen in een vacuüm met dezelfde snelheid van 300000 km/s. Als we aan duiden door C Met de snelheid van het licht in vacuüm, de relatie tussen frequentie F en golflengte λ is:

C = λ⋅f

Als C Het is een constante bij elke frequentie komt overeen met de respectieve golflengte.

Om de transmissie van een stof te meten, worden de gebieden van het zichtbare elektromagnetische spectrum (380 nm bij 780 nm) gebruikt, het ultraviolette gebied (180 tot 380 nm) en dat van infrarood (780 nm tot 5600 nm) worden gebruikt 

De snelheid van de voortplanting van het licht in een materiaalmedium hangt af van de frequentie en is minder dan C. Dit verklaart de dispersie in een prisma waarmee de frequenties die het witte licht vormen, kunnen worden gescheiden. 

Moleculaire theorie van lichtabsorptie 

Atomen en moleculen hebben de energieniveaus gekwantiseerd. Bij kamertemperatuur zijn moleculen op hun laagste energieniveaus.

Het foton is het kwantumdeeltje geassocieerd met de elektromagnetische golf. Foton -energie wordt ook gekwantiseerd, dat wil zeggen een frequentiefoton F Het heeft energie gegeven door:

E = H⋅f

waar H Het is de constante van Planck waarvan de waarde 6,62 × 10^-34 J⋅s is.

Monochromatisch licht is een straal fotonen van een frequentie en een gegeven energie.

De moleculen absorberen fotonen wanneer hun energie samenvalt met het verschil dat nodig is om het molecuul naar een hoger energieniveau te brengen.

De energie -overgangen door absorptie van fotonen in de moleculen kunnen van verschillende typen zijn:

Kan u van dienst zijn: eekhoornkooi -motor

1- Elektronische overgangen, wanneer elektronen van moleculaire orbitalen overgaan op een baan van grotere energie. Deze overgangen komen meestal voor in het zichtbare en ultraviolette bereik en zijn de belangrijkste.

2- Vibrationele overgangen, worden ook moleculaire bindingsenergieën gekwantiseerd en wanneer een foton van het infraroodgebied wordt geabsorbeerd, wordt de molecuulpassen naar een hogere vibratie-energietoestand geabsorbeerd.

3- Rotatieovergangen, wanneer de absorptie van een foton naar het molecuul leidt naar een rotatietoestand van grotere energie.

Moleculair energiediagram

Deze overgangen worden beter begrepen met een moleculaire energiediagram getoond in figuur 2:

Figuur 2. Moleculair energiediagram. Bron: f. Zapata.

In het diagram vertegenwoordigen de horizontale lijnen verschillende moleculaire energieniveaus. Lijn E0 is een fundamenteel of lager energieniveau. E1- en E2 -niveaus zijn geëxciteerde niveaus van grotere energie. Niveaus E0, E1, E2 komen overeen met de elektronische toestanden van de molecuul.

Sub -niveaus 1, 2, 3, 4 binnen elk elektronisch niveau komen overeen met de verschillende trillingsstaten die overeenkomen met elk elektronisch niveau. Elk van deze niveaus heeft de beste onderverdelingen die niet worden aangetoond die overeenkomen met de rotatietoestanden die bij elk trillingsniveau zijn geassocieerd.

Het diagram toont verticale pijlen die de energie van de fotonen vertegenwoordigen in het infrarood, zichtbare en ultraviolette bereik. Zoals te zien is.

Wanneer de invallende fotonen van een monochromatische straal samenvallen in energie (of frequentie) met het verschil in energie tussen moleculaire energietoestanden, dan treedt de absorptie van fotonen voor.

Kan u van dienst zijn: thermometrische schalen

Factoren afhankelijk van de transmissie

Volgens wat er in de vorige sectie werd gezegd, zal de transmissie dan afhangen van verschillende factoren waaronder we kunnen noemen:

1- De frequentie waarmee het monster oplicht.

2- Het type moleculen dat u wilt analyseren.

3- De concentratie van de oplossing.

4- De lengte van het pad reisde door de lichtstraal.

Experimentele gegevens geven aan dat transmissie T neemt exponentieel af met de concentratie C En met de lengte L van het optische pad:

T = 10^-A⋅c⋅l

In de vorige uitdrukking naar Het is een constante die afhankelijk is van de frequentie en het type substantie.

Oefening opgelost

Oefening 1

Een patroonmonster van een bepaalde stof heeft een concentratie van 150 micromol per liter (μM). Wanneer uw transmissie met 525 nm wordt gemeten, wordt een 0 0 -transmissie verkregen.4. 

Een ander monster van dezelfde stof, maar van onbekende concentratie heeft een 0 -transmissie.5, wanneer gemeten op dezelfde frequentie en met dezelfde optische dikte. 

Bereken de concentratie van het tweede monster.

Antwoord

Transmissie t vervalt exponentieel met concentratie C:

T = 10^-B⋅l

Als u de logaritme van de vorige gelijkheid neemt, blijft het:

log t = -b⋅c

Deelt lid van lid van de eerdere gelijkheid die op elk monster wordt toegepast en het opruimen van de onbekende concentratie blijft bestaan:

C2 = C1⋅ (log T2 / log T1)

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

Referenties

1. Atkins, P. 199999. Fysische chemie. Omega -edities. 460-462.
2. De gids. Transmissie en absorptie. Hersteld van: chemie.Laguia2000.com
3. Milieutoxicologie. Overdracht, absorptie en wet van Lambert. Hersteld van: repository.Innovationumh.is
4. Avontuurlijke natuurkunde. Absorptie en transmissie. Hersteld van: rpfisica.Blogspot.com
5. Sistofotometrie. Hersteld van: chem.Librhetxts.borg
6. Milieutoxicologie. Overdracht, absorptie en wet van Lambert. Hersteld van: repository.Innovationumh.is
7. Wikipedia. Uitzending. Hersteld van: Wikipedia.com
8. Wikipedia. Spectrofotometrie. Hersteld van: Wikipedia.com