Chemiker verwenden häufig ein Instrument, das als Ultraviolett-Vis-Spektrometer oder UV-Vis-Spektrometer bekannt ist, um die Menge an ultravioletter und sichtbarer Strahlung zu messen, die von Verbindungen absorbiert wird. Die Menge an ultravioletter oder sichtbarer Strahlung, die von einer Verbindung absorbiert wird, hängt von drei Faktoren ab: der Konzentration c der Probe; die Weglänge l des Probenhalters, die die Distanz bestimmt, über die die Probe und die Strahlung wechselwirken; und der molare Absorptionskoeffizient e, der manchmal als molarer Extinktionskoeffizient bezeichnet wird. Die Gleichung wird als A = ecl angegeben und ist als Beersches Gesetz bekannt. Die Gleichung enthält somit vier Variablen, und um eine der vier zu bestimmen, sind für drei bekannte Werte erforderlich.
Bestimmen Sie die Extinktion für die Verbindung bei der gewünschten Wellenlänge. Diese Informationen können aus dem Absorptionsspektrum extrahiert werden, das von jedem Standard-UV-Vis-Gerät erzeugt wird. Die Spektren werden normalerweise als Extinktion vs. Wellenlänge in Nanometern. Im Allgemeinen zeigt das Auftreten von „Peaks“ im Spektrum die interessierenden Wellenlängen an.
Berechnen Sie die Konzentration der Probe in Mol pro Liter, mol/L, auch bekannt als Molarität, M. Die allgemeine Gleichung für die Molarität lautet
M = (Gramm Probe) / (Molekulargewicht der Verbindung) / Liter Lösung.
Beispiel: Eine Probe mit 0,10 Gramm Tetraphenylcyclopentadienon mit einem Molekulargewicht von 384 Gramm pro Mol, gelöst und verdünnt in Methanol auf ein Endvolumen von 1,00 Liter, würde eine Molarität aufweisen von:
M = (0,10 g) / (384 g/Mol) / (1,00 L) = 0,00026 Mol/L.
Bestimmen Sie die Weglänge durch den Probenhalter. In den meisten Fällen sind dies 1,0 cm. Andere Weglängen sind möglich, insbesondere bei Probenhaltern für gasförmige Proben. Viele Spektroskopiker schließen die Weglänge mit den Probeninformationen ein, die auf dem Absorptionsspektrum gedruckt sind.
Berechnen Sie den molaren Absorptionskoeffizienten nach der Gleichung A = ecl, wobei A die Absorption, c die Konzentration in Mol pro Liter und l die Weglänge in Zentimetern ist. Aufgelöst nach e wird diese Gleichung zu e = A / (cl). In Fortsetzung des Beispiels aus Schritt 2 zeigt Tetraphenylcyclopentadienon zwei Maxima in seinem Absorptionsspektrum: 343 nm und 512 nm. Wenn die Weglänge 1,0 cm und die Extinktion bei 343 0,89 betrug, dann
e (343) = A / (cl) = 0,89 / (0,00026 * 1,0) = 3423
Und für die Extinktion von 0,35 bei 512 nm gilt:
e (512) = 0,35 / (0,00026 * 1,0) = 1346.
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