Διαφορά μεταξύ απορρόφησης και διαπερατότητας

Κύρια διαφορά – Απορρόφηση έναντι Διαπερατότητας

Απορρόφηση και μετάδοση είναι δύο σχετικές, αλλά διαφορετικές ποσότητες που χρησιμοποιούνται στη φασματομετρία. Η κύρια διαφορά μεταξύ απορρόφησης και διαπερατότητας είναι ότι η απορρόφηση μετρά πόσο από ένα προσπίπτον φως απορροφάται όταν ταξιδεύει σε ένα υλικό ενώ η διαπερατότητα μετρά πόσο από το φως μεταδίδεται . Λόγω του τρόπου με τον οποίο ορίζονται, τα δύο δεν είναι συμπληρωματικά μεγέθη:δηλ., η άμεση προσθήκη διαπερατότητας στην απορρόφηση δεν δίνει το συνολικό προσπίπτον φως.

Καθώς το φως διέρχεται από ένα υλικό, απορροφάται από τα μόρια του υλικού. Κατά συνέπεια, η ένταση του φωτός μειώνεται εκθετικά με την απόσταση καθώς το φως περνά μέσα από το υλικό. Η διαπερατότητα μέσω ενός διαλύματος δείγματος μετριέται εύκολα με τη μέτρηση των εντάσεων του προσπίπτοντος και του εκπεμπόμενου φωτός. Χρησιμοποιώντας την τιμή για τη διαπερατότητα, είναι στη συνέχεια δυνατός ο υπολογισμός της απορρόφησης του δείγματος.

Τι είναι η μετάδοση;

Μετάδοση ( ) είναι μια μέτρηση του πόσο φως περνά μέσα από μια ουσία. Όσο μεγαλύτερη είναι η ποσότητα του φωτός που διέρχεται, τόσο μεγαλύτερη είναι η διαπερατότητα. Η διαπερατότητα ορίζεται ως ο λόγος της έντασης του προσπίπτοντος φωτός:ένταση του εκπεμπόμενου φωτός, δηλαδή εάν η ένταση του προσπίπτοντος φωτός είναι και η ένταση του μεταδιδόμενου φωτός είναι και μετά

Κατά καιρούς, αυτό το κλάσμα μπορεί να αναπαρασταθεί ως ποσοστό, όπου ονομάζεται ποσοστό μετάδοσης ( ) .

Τι είναι η Απορρόφηση;

Απορρόφηση ( ) ορίζεται ως:

Συνεπώς, η απορρόφηση μπορεί να δοθεί και ως προς το ποσοστό μετάδοσης:

Σύμφωνα με τον νόμο Beer-Lambert , η απορρόφηση του φωτός, καθώς διέρχεται από ένα διάλυμα, είναι ευθέως ανάλογη με το μήκος διαδρομής του φωτός μέσα από το υλικό ( ) και η συγκέντρωση ( ). Έτσι, μπορούμε να γράψουμε,

όπου είναι μια σταθερά που ονομάζεται μοριακή απορροφητικότητα . Αυτή η σταθερά έχει μια συγκεκριμένη τιμή για μια δεδομένη ουσία, υπό την προϋπόθεση ότι η θερμοκρασία της ουσίας και το μήκος κύματος του φωτός που διέρχεται από αυτήν διατηρούνται αμετάβλητα.

Πρόκειται για μια εξαιρετικά χρήσιμη σχέση που επιτρέπει την εύρεση συγκεντρώσεων άγνωστων διαλυμάτων μετρώντας την απορρόφηση του φωτός μέσω ενός δείγματος.

Αν φτιάξουμε ένα διάλυμα, αφήστε το φως να περάσει μέσα από αυτό και σχεδιάστε πώς αλλάζει η διαπερατότητα καθώς αλλάζουμε τη συγκέντρωση του διαλύματος (διατηρώντας το μήκος της διαδρομής που διανύει το φως αμετάβλητο) , παίρνουμε μια εκθετική σχέση μεταξύ διαπερατότητας και συγκέντρωσης:

Μετάδοση έναντι συγκέντρωσης

Ωστόσο, αν υπολογίσουμε τις αντίστοιχες τιμές απορρόφησης και στη συνέχεια σχεδιάσουμε ένα γράφημα απορρόφησης έναντι συγκέντρωσης, θα πάρουμε μια ευθεία γραμμή μέσω της αρχής, όπως προβλέφθηκε από τον Beer-Lambert νόμος:

Απορρόφηση έναντι συγκέντρωσης

Αν η κλίση αυτού του γραφήματος είναι , τότε από τον νόμο Beer-Lambert έχουμε,

Στη συνέχεια μπορούμε να υπολογίσουμε την τιμή του χρησιμοποιώντας το μήκος μέσα από το οποίο έχει ταξιδέψει το φως.

Μόλις έχουμε υπολογίσει , μπορούμε να το χρησιμοποιήσουμε για να μετρήσουμε συγκεντρώσεις άγνωστων διαλυμάτων της ουσίας χρησιμοποιώντας την ίδια ρύθμιση (δηλαδή, διατήρηση της θερμοκρασίας, η το μήκος κύματος του φωτός και το μήκος της διαδρομής του φωτός το ίδιο).

Στα εργαστήρια, ένα φασματοφωτόμετρο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση της απορρόφησης φωτός από ένα δείγμα.

Φασματοφωτόμετρο