शोषक: यह क्या है, उदाहरण और हल किए गए अभ्यास - शारीरिक - 2025

अवशोषण आकस्मिक प्रकाश की तीव्रता और पारदर्शी समाधान का एक नमूना है कि एक रंग प्रकाश के द्वारा प्रकाशित किया गया है पर इस घटना के प्रकाश की तीव्रता के बीच भागफल के एक नकारात्मक चिह्न के साथ लघुगणक है। यह भागफल संप्रेषण है।

एक नमूने के माध्यम से गुजरने वाली प्रकाश की भौतिक प्रक्रिया को प्रकाश संचरण कहा जाता है, और अवशोषण इसका एक उपाय है। इसलिए, अवशोषण संप्रेषण का कम से कम लघुगणक बन जाता है और एक नमूना का एकाग्रता निर्धारित करने के लिए एक महत्वपूर्ण डेटा है जो आमतौर पर पानी, शराब या किसी अन्य जैसे विलायक में भंग होता है।

चित्रा 1. अवशोषण प्रक्रिया का आरेख। एफ। Zapata द्वारा तैयार किया गया

शोषकता मापने के लिए, इलेक्ट्रो-फोटोमीटर नामक एक उपकरण की आवश्यकता होती है, जिसके साथ एक धारा को मापा जाता है जो इसकी सतह पर प्रकाश की तीव्रता की घटना के समानुपाती होता है।

संप्रेषण की गणना करते समय, अकेले विलायक के अनुरूप तीव्रता का संकेत आमतौर पर पहले मापा जाता है और इस परिणाम को Io के रूप में दर्ज किया जाता है।

फिर भंग किए गए नमूने को एक ही प्रकाश की स्थिति के तहत विलायक में रखा जाता है। इलेक्ट्रो-फोटोमीटर द्वारा मापे गए संकेत को I के रूप में दर्शाया गया है, जो संप्रेषण T को निम्नलिखित विवरणों के अनुसार गणना करने की अनुमति देता है:

T = I / I या

यह एक आयामहीन मात्रा है। अवशोषक A को इस प्रकार व्यक्त किया जाता है:

ए = - लॉग (टी) = - लॉग (आई / आई ओ)

दाढ़ शोष और अवशोषण

रासायनिक पदार्थ बनाने वाले अणु प्रकाश को अवशोषित करने में सक्षम होते हैं, और इसका एक उपाय ठीक अवशोषण है। यह फोटॉन और आणविक इलेक्ट्रॉनों के बीच बातचीत का परिणाम है।

इसलिए, यह एक परिमाण है जो अणु के घनत्व या एकाग्रता पर निर्भर करेगा जो नमूना बनाता है और प्रकाश द्वारा यात्रा की गई ऑप्टिकल पथ या दूरी पर भी।

प्रायोगिक आंकड़ों से संकेत मिलता है कि अवशोषक A, सघनता C से रैखिक रूप से आनुपातिक है और प्रकाश द्वारा तय की गई दूरी d है। तो इन मापदंडों के आधार पर इसकी गणना करने के लिए, निम्न सूत्र स्थापित किया जा सकता है:

ए = ⋅C =d

उपरोक्त सूत्र में, pt आनुपातिकता की एक निरंतरता है जिसे दाढ़ अवशोषक के रूप में जाना जाता है।

दाढ़ शोषक पदार्थ पदार्थ के प्रकार और तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है जिस पर अवशोषण मापा जाता है। मोलर अवशोषकता नमूना तापमान और नमूना पीएच के प्रति भी संवेदनशील है।

बीयर-लैंबर्ट कानून

अवशोषण, अवशोषण, एकाग्रता, और नमूने के भीतर प्रकाश के बाद पथ की मोटाई की दूरी को बीयर-लैंबर्ट कानून के रूप में जाना जाता है।

चित्र 2. बीयर-लैंबर्ट का नियम। स्रोत: एफ। ज़पाटा, इसका उपयोग करने के कुछ उदाहरण यहां दिए गए हैं।

उदाहरण

उदाहरण 1

एक प्रयोग के दौरान, एक हीलियम-नियॉन लेजर से लाल रोशनी के साथ एक नमूना प्रकाशित किया जाता है, जिसकी तरंग दैर्ध्य 633 एनएम है। एक इलेक्ट्रो-फोटोमीटर 30 mV मापता है जब लेजर लाइट सीधे टकराती है और 10 mV जब यह एक सैंपल से गुजरता है।

इस मामले में संप्रेषण है:

T = I / Io = 10 mV / 30 mV = =।

और अवशोषण है:

ए = - लॉग (⅓) = लॉग (3) = 0.48

उदाहरण 2

यदि उसी पदार्थ को कंटेनर में रखा गया है जो उदाहरण 1 में इस्तेमाल की गई मोटाई का आधा है, तो यह बताएं कि हीलियम-नियॉन लेजर से प्रकाश को नमूने के माध्यम से पारित करने पर इलेक्ट्रो-फोटोमीटर कितना चिह्नित करेगा।

यह माना जाना चाहिए कि यदि मोटाई आधे से कम हो जाती है, तो ऑप्टिकल मोटाई के लिए आनुपातिकता आधी से कम हो जाती है, अर्थात ए = 0.28। संप्रेषण टी निम्नलिखित संबंधों द्वारा दी जाएगी:

टी = 10-ए = 10 ^ (- 0.28) = 0.53

इलेक्ट्रो-फोटोमीटर 0.53 * 30 mV = 15.74 mV पढ़ेगा।

हल किया हुआ व्यायाम

अभ्यास 1

हम समाधान में है कि एक निश्चित मालिकाना परिसर के दाढ़ को अवशोषित करने के लिए निर्धारित करना चाहते हैं। ऐसा करने के लिए, समाधान को 589 एनएम सोडियम लैंप से रोशनी से रोशन किया जाता है। नमूना 1.50 सेमी मोटी एक नमूना धारक में रखा जाएगा।

प्रारंभिक बिंदु 4.00 × 10 ^ -4 मोल्स प्रति लीटर की एकाग्रता के साथ एक समाधान है और संप्रेषण को मापा जाता है, जिसके परिणामस्वरूप 0.06 होता है। इन आंकड़ों का उपयोग करते हुए, नमूना की दाढ़ अवशोषकता निर्धारित करें।

उपाय

सबसे पहले, अवशोषण को निर्धारित किया जाता है, जिसे संप्रेषण के आधार दस में सबसे कम लघुगणक के रूप में परिभाषित किया गया है:

ए = - लॉग (टी)

ए = - लॉग (0.06) = 1.22

फिर लैंबर्ट-बीयर कानून का उपयोग किया जाता है जो शोषक, दाढ़ शोषक, एकाग्रता और ऑप्टिकल लंबाई के बीच संबंध स्थापित करता है:

ए = ⋅C =d

दाढ़ अवशोषण के लिए समाधान, निम्नलिखित संबंध प्राप्त किया जाता है:

(= ए / (C⋅d)

हमारे पास दिए गए मानों को प्रतिस्थापित करना:

ε = 1.22 / (4.00 × 10 ^ -4 M.51.5 सेमी) = 2030 (M)cm) ^ - 1

उपरोक्त परिणाम तीन महत्वपूर्ण अंकों के लिए गोल किया गया है।

व्यायाम २

सटीकता में सुधार करने के लिए और व्यायाम 1 में नमूना की दाढ़ शोषकता की माप की त्रुटि का निर्धारण करने के लिए, नमूना क्रमिक रूप से आधे एकाग्रता में पतला होता है और प्रत्येक मामले में संप्रेषण मापा जाता है।

संप्रेषण T = 0.06 के साथ Co = 4 × 10 ^ -4 M से शुरू होकर, संप्रेषण से गणना और अवशोषण के लिए निम्नलिखित डेटा अनुक्रम प्राप्त किया जाता है:

सह / १-> ०.०६-> १.२२

सह / 2–> 0.25–> 0.60

सह / ४-> ०.५०-> ०.३०

सह / 8–> 0.71–> 0.15

सह / 16-> 0.83–> 0.08

सह / 32-> 0.93–> 0.03

सह / 64-> 0.95–> 0.02

सह / 128-> 0.98–> 0.01

सह / 256-> 0.99–> 0.00

इन डेटा प्रदर्शन के साथ:

क) एकाग्रता के एक समारोह के रूप में अवशोषण का एक ग्राफ।

बी) डेटा का एक रैखिक फिट और ढलान का पता लगाएं।

ग) प्राप्त ढलान से, दाढ़ अवशोषकता की गणना करें।

उपाय

चित्रा 3. एकाग्रता बनाम अवशोषण। स्रोत: एफ। ज़पाटा

प्राप्त ढलान दाढ़ अवशोषकता और ऑप्टिकल दूरी का उत्पाद है, इसलिए ढलान की लंबाई 1.5 सेमी से विभाजित करके हम दाढ़ को अवशोषितता प्राप्त करते हैं

ε = 3049 / 1.50 = 2033 (M ^cm) ^ - 1

व्यायाम ३

व्यायाम 2 से डेटा के साथ:

क) डेटा के प्रत्येक टुकड़े के लिए अवशोषण की गणना करें।

बी) दाढ़ अवशोषकता, उसके मानक विचलन और औसत से जुड़ी सांख्यिकीय त्रुटि के लिए एक औसत मूल्य निर्धारित करें।

उपाय

परीक्षण की गई प्रत्येक सांद्रता के लिए दाढ़ की अवशोषितता की गणना की जाती है। याद रखें कि प्रकाश की स्थिति और ऑप्टिकल दूरी तय रहती है।

दाढ़ अवशोषण के लिए परिणाम हैं:

2033, 2007, 2007, 1983, 2158, 1681, 2376, 1,872, 1862 1 / (एम * सेमी) की इकाइयों में।

इन परिणामों से हम औसत मूल्य ले सकते हैं:

<-> = 1998 (एम * सेमी) ^ - 1

मानक विचलन के साथ: 184 (एम * सेमी) ^ - 1

माध्य त्रुटि, डेटा की संख्या के वर्गमूल द्वारा विभाजित मानक विचलन है, जो है:

Δ <=> = 184/9 ^ 0.5 = 60 (एम * सेमी) ^ - 1

अंत में, यह निष्कर्ष निकाला गया है कि पेटेंट पदार्थ में सोडियम लैंप द्वारा उत्पादित आवृत्ति 589 एनएम पर एक दाढ़ अवशोषण है:

<M> = (2000) 60) (एम * सेमी) ^ - 1

संदर्भ

1. एटकिन्स, पी। 1999. फिजिकल केमिस्ट्री। ओमेगा संस्करण। 460-462।
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5. Spectophotometry। से पुनर्प्राप्त: chem.libretexts.org
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