Ce este absorbția molară?

În chimie, absorbtivitatea molară este definită ca o măsură a capacității unei substanțe chimice de a absorbi lumina la o lungime de undă specificată. Coeficientul de absorbție molar, ε, depinde de specia chimică; absorbția reală depinde de concentrația chimică și de lungimea traseului. Aceste variabile sunt utilizate în Legea Beer-Lambert. Absorbția molară este cunoscută și sub denumirea de coeficient de extincție molară și coeficient de absorbție molară.

Legea Beer-Lambert este o ecuație care leagă absorbția de concentrația chimică, lungimea traseului și absorbția molară. Matematic, Legea Beer-Lambert poate fi exprimată ca A = εcl. Cele mai comune unități pentru coeficientul de absorbție molar sunt M-1cm-1, deși unitățile pot fi diferite în funcție de unitățile utilizate pentru concentrația chimică și lungimea traseului. Sistemul internațional de unități (SI) pentru această măsurătoare este m2/mol.

Diferitele specii chimice au de obicei coeficienți de absorbție molară diferiți. Aceste valori specifice pentru diferite substanțe chimice la lungimi de undă specificate ale luminii pot fi găsite în manualele de referință pentru substanțe chimice. În cazul în care valorile de absorbție nu sunt enumerate sau nu pot fi găsite, acestea pot fi determinate experimental prin măsurarea absorbanței mai multor soluții ale substanței chimice la concentrații cunoscute.

Determinarea absorbției molare a unei specii chimice poate fi realizată prin măsurarea absorbției diferitelor concentrații de soluție cu un spectrometru. Spectrometrul măsoară absorbanța totală a soluției, care crește pe măsură ce crește concentrația chimică. Multe spectrometre măsoară transmitanța, care este inversul absorbanței. Absorbanța trebuie utilizată pentru Legea lui Beer-Lambert; dacă este afișată transmisia, trebuie găsită mai întâi inversul.

Într-un amestec de specii chimice, fiecare componentă contribuie la absorbanța totală a amestecului. Legea Beer-Lambert poate fi extinsă pentru soluții cu componente multiple și poate fi exprimată ca A = (e1c1 + … + encn)l, cu indicele n desemnând numărul de specii prezente. Această ecuație extinsă se aplică speciilor absorbante din soluție.

Coeficientul de absorbție molar este legat de secțiunea transversală de absorbție, σ, prin constanta lui Avogadro, NA. Dacă unitățile coeficientului molar de absorbție sunt considerate L mol-1cm-1 și unitățile secțiunii transversale de absorbție sunt în cm2, atunci σ = 1000ln(10) x ε/NA, sau 3.82 x 10-21 x ε . Secțiunea transversală de absorbție este legată de probabilitatea unui proces de absorbție într-o soluție.
Absorbția molară este deosebit de utilă în spectrometrie pentru măsurarea concentrației soluțiilor chimice. Măsurarea absorbanței este o metodă foarte rapidă de determinare a concentrațiilor chimice, deși trebuie cunoscute speciile chimice specifice din soluție. Alte metode de măsurare a concentrației, cum ar fi titrarea, pot dura mai mult timp și pot necesita substanțe chimice suplimentare.