الاستيعاب: ما هو ، أمثلة وتمارين حلها - جسدي - بدني - 2026

و الامتصاصية هو اللوغاريتم مع علامة سلبية للحاصل بين شدة الضوء الناشئة والحادثة شدة الضوء على عينة من محلول شفاف التي تم مضيئة مع ضوء أحادي اللون. هذا الحاصل هو النفاذية.

تسمى العملية الفيزيائية للضوء الذي يمر عبر عينة بنقل الضوء ، والامتصاص هو مقياس لها. ومن ثم ، تصبح الامتصاصية أقل لوغاريتم للنفاذية وهي بيانات مهمة لتحديد تركيز عينة مذابة بشكل عام في مذيب مثل الماء أو الكحول أو أي شيء آخر.

الشكل 1. رسم تخطيطي لعملية الامتصاص. من إعداد F. Zapata

لقياس الامتصاصية ، يلزم وجود جهاز يسمى مقياس الضوء الكهربائي ، والذي يقاس به تيار يتناسب مع شدة الضوء الواقعة على سطحه.

عند حساب النفاذية ، يتم قياس إشارة الشدة المقابلة للمذيب وحده أولاً بشكل عام ويتم تسجيل هذه النتيجة على أنها Io.

ثم توضع العينة المذابة في المذيب تحت نفس ظروف الإضاءة. يشار إلى الإشارة المقاسة بواسطة مقياس الضوء الكهربائي بالرمز I ، مما يسمح بحساب النفاذية T وفقًا للصيغة التالية:

T = أنا / أنا أو

إنها كمية بلا أبعاد. يتم التعبير عن الامتصاصية أ على النحو التالي:

A = - تسجيل الدخول (T) = - تسجيل الدخول (I / I o)

الامتصاصية والامتصاصية المولية

الجزيئات التي تتكون منها مادة كيميائية قادرة على امتصاص الضوء ، وأحد مقاييس ذلك هو الامتصاص بدقة. إنها نتيجة التفاعل بين الفوتونات والإلكترونات الجزيئية.

لذلك ، يعتمد المقدار على كثافة أو تركيز الجزيئات التي تشكل العينة وأيضًا على المسار البصري أو المسافة التي يقطعها الضوء.

تشير البيانات التجريبية إلى أن الامتصاص A يتناسب خطيًا مع التركيز C والمسافة d التي يقطعها الضوء. لذلك لحسابها بناءً على هذه المعلمات ، يمكن إنشاء الصيغة التالية:

أ = ε⋅C⋅d

في الصيغة أعلاه ، ε هو ثابت التناسب المعروف باسم الامتصاصية المولية.

تعتمد الامتصاصية الجزيئية على نوع المادة وعلى الطول الموجي الذي يتم قياس الامتصاصية به. الامتصاصية الجزيئية حساسة أيضًا لدرجة حرارة العينة وعينة الأس الهيدروجيني.

قانون بير لامبرت

تُعرف هذه العلاقة بين الامتصاصية والامتصاصية والتركيز ومسافة سماكة المسار الذي يتبعه الضوء داخل العينة بقانون بير لامبرت.

الشكل 2. قانون بير لامبرت. المصدر: F. Zapata،

فيما يلي بعض الأمثلة عن كيفية استخدامها.

أمثلة

مثال 1

أثناء التجربة ، تُضيء عينة بضوء أحمر من ليزر هيليوم نيون ، يبلغ طوله الموجي 633 نانومتر. يقيس مقياس الضوء الكهربائي 30 مللي فولت عندما يضرب ضوء الليزر مباشرة و 10 مللي فولت عندما يمر عبر عينة.

في هذه الحالة يكون النفاذية:

T = I / Io = 10 مللي فولت / 30 مللي فولت =.

والامتصاصية هي:

أ = - السجل (⅓) = السجل (3) = 0.48

مثال 2

إذا تم وضع نفس المادة في حاوية تبلغ سُمكها نصف تلك المستخدمة في المثال 1 ، أخبر مقدار مقياس الضوء الكهربي الذي سيميزه عند مرور الضوء من ليزر الهيليوم-نيون عبر العينة.

يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه إذا انخفض السمك بمقدار النصف ، فإن الامتصاص المتناسب مع السماكة البصرية ينخفض ​​بمقدار النصف ، أي ، A = 0.28. سيتم إعطاء النفاذية T بالعلاقة التالية:

T = 10-A = 10 ^ (- 0.28) = 0.53

سيقرأ مقياس الضوء الكهربائي 0.53 * 30 mV = 15.74 mV.

تمارين محلولة

التمرين 1

نريد تحديد الامتصاصية المولارية لمركب خاص معين موجود في محلول. للقيام بذلك ، يضيء المحلول بضوء من مصباح صوديوم 589 نانومتر. توضع العينة في حامل عينة بسمك 1.50 سم.

نقطة البداية هي محلول بتركيز 4.00 × 10 ^ -4 مول لكل لتر ويتم قياس النفاذية ، مما ينتج عنه 0.06. باستخدام هذه البيانات ، حدد الامتصاصية المولية للعينة.

المحلول

أولاً ، يتم تحديد الامتصاصية ، والتي تُعرَّف على أنها أقل لوغاريتم للقاعدة عشرة من النفاذية:

أ = - تسجيل الدخول (T)

أ = - سجل (0.06) = 1.22

ثم يتم استخدام قانون Lambert-Beer الذي ينشئ علاقة بين الامتصاصية والامتصاصية المولية والتركيز والطول البصري:

أ = ε⋅C⋅d

لحل الامتصاصية المولارية ، يتم الحصول على العلاقة التالية:

ε = A / (C⋅d)

استبدال القيم المعطاة لدينا:

ε = 1.22 / (4.00 × 10 ^ -4 م⋅1.5 سم) = 2030 (م⋅ سم) ^ - 1

تم تقريب النتيجة أعلاه إلى ثلاثة أرقام معنوية.

تمرين 2

من أجل تحسين الدقة وتحديد خطأ قياس الامتصاصية المولية للعينة في التمرين 1 ، يتم تخفيف العينة على التوالي إلى نصف التركيز ويتم قياس النفاذية في كل حالة.

بدءًا من Co = 4 × 10 ^ -4 M مع النفاذية T = 0.06 ، يتم الحصول على تسلسل البيانات التالي للنفاذية والامتصاص المحسوبة من النفاذية:

Co / 1–> 0.06–> 1.22

Co / 2–> 0.25–> 0.60

Co / 4–> 0.50–> 0.30

Co / 8–> 0.71–> 0.15

Co / 16–> 0.83–> 0.08

Co / 32–> 0.93–> 0.03

Co / 64–> 0.95–> 0.02

Co / 128–> 0.98–> 0.01

Co / 256–> 0.99–> 0.00

مع هذه البيانات أداء:

أ) رسم بياني للامتصاصية كدالة للتركيز.

ب) ملاءمة خطية للبيانات وإيجاد المنحدر.

ج) من المنحدر الذي تم الحصول عليه ، احسب الامتصاصية المولارية.

المحلول

الشكل 3. الامتصاص مقابل التركيز. المصدر: F. Zapata.

المنحدر الناتج هو ناتج الامتصاصية المولية والمسافة الضوئية ، لذلك بقسمة المنحدر على الطول 1.5 سم نحصل على الامتصاصية المولارية

ε = 3049 / 1.50 = 2033 (م⋅ سم) ^ - 1

التمرين 3

مع البيانات من التمرين 2:

أ) احسب الامتصاصية لكل قطعة من البيانات.

ب) تحديد متوسط ​​قيمة الامتصاصية المولارية وانحرافها المعياري والخطأ الإحصائي المرتبط بالمتوسط.

المحلول

يتم حساب الامتصاصية المولارية لكل تركيز من التركيزات المختبرة. تذكر أن ظروف الإضاءة والمسافة البصرية تظل ثابتة.

نتائج الامتصاص المولي هي:

2033 ، 2007 ، 2007 ، 1983 ، 2158 ، 1681 ، 2376 ، 1،872 ، 1862 بوحدات 1 / (M * cm).

من هذه النتائج يمكننا أخذ متوسط ​​القيمة:

<ε> = 1998 (م * سم) ^ - 1

بانحراف معياري: 184 (م * سم) ^ - 1

متوسط ​​الخطأ هو الانحراف المعياري مقسومًا على الجذر التربيعي لعدد البيانات ، أي:

Δ <ε> = 184/9 ^ 0.5 = 60 (م * سم) ^ - 1

أخيرًا ، استنتج أن المادة الحاصلة على براءة اختراع لها امتصاصية مولارية بتردد 589 نانومتر ينتجها مصباح صوديوم من:

<ε> = (2000 ± 60) (م * سم) ^ - 1

المراجع

1. اتكينز ، ص 1999. الكيمياء الفيزيائية. إصدارات أوميغا. 460-462.
2. الدليل. النفاذية والامتصاصية. تم الاسترجاع من: quimica.laguia2000.com
3. علم السموم البيئية. قانون النفاذية والامتصاصية ولامبرت. تم الاسترجاع من: repositorio.innovacionumh.es
4. مغامرة جسدية. الامتصاصية والنفاذية. تم الاسترجاع من: rpfisica.blogspot.com
5. قياس الطيف الضوئي. تم الاسترجاع من: chem.libretexts.org
6. علم السموم البيئية. قانون النفاذية والامتصاصية ولامبرت. تم الاسترجاع من: repositorio.innovacionumh.es
7. ويكيبيديا. الامتصاص تم الاسترجاع من: wikipedia.com
8. ويكيبيديا. قياس الطيف الضوئي. تم الاسترجاع من: wikipedia.com