ТРАНСМИСИЈА: ШТА ЈЕ ТО, ДИЈАГРАМ МОЛЕКУЛАРНЕ ЕНЕРГИЈЕ И ВЕЖБА - ФИЗИЧКИ - 2025

Трансмисије оптика је однос у настајању интензитета светлости и интензитет светлости инцидента на узорку од провидне решење које је осветљен са монохроматске светлости.

Физички процес проласка светлости кроз узорак назива се преношење светлости, а пропусност је мера преноса светлости. Трансмитентност је важна вредност за одређивање концентрације узорка који је углавном растворен у растварачу, попут воде или алкохола, између осталог.

Слика 1. Склоп за мерење пропусности. Извор: Ф. Запата.

Електро-фотометар мери струју пропорционалну интензитету светлости која пада на његову површину. Да би се израчунала пропустност, генерално се прво мери сигнал интензитета који одговара само растварачу и овај резултат се бележи као Ио.

Тада је растворени узорак смештен у растварач са истим условима осветљења, а сигнал мерен електро-фотометром је означен као И, а затим се пропусност израчунава према следећој формули:

Т = И / И или

Треба напоменути да је пропустност бездимензионална количина, јер је мера интензитета светлости узорка у односу на интензитет преноса растварача.

Шта је преносивост?

Апсорпција светлости у медијуму

Када светлост прође кроз узорак, део светлосне енергије апсорбују молекули. Трансмитантност је макроскопска мера појаве која се јавља на молекуларном или атомском нивоу.

Светлост је електромагнетни талас, енергија коју носи је у електричном и магнетном пољу таласа. Ова осцилирајућа поља у интеракцији су са молекулама неке супстанце.

Енергија коју носи талас зависи од његове фреквенције. Монохроматска светлост има једну фреквенцију, док бела светлост има опсег или спектар фреквенција.

Све фреквенције електромагнетног таласа путују у вакууму истом брзином од 300 000 км / с. Ако ц означимо брзином светлости у вакууму, однос између фреквенције ф и таласне дужине λ је:

ц = λ⋅ф

Будући да је ц константа, свака фреквенција одговара одговарајућој таласној дужини.

За мерење преноса неке материје користе се области видљивог електромагнетног спектра (380 нм до 780 нм), ултраљубичасто подручје (180 до 380 нм) и инфрацрвено подручје (780 нм до 5600 нм).

Брзина ширења светлости у материјалном медијуму зависи од фреквенције и мања је од ц. То објашњава расипање у призми помоћу које се могу раздвојити фреквенције које чине бела светлост.

Молекуларна теорија апсорпције светлости

Ове транзиције је најбоље разумети дијаграмом молекуларне енергије приказаним на Слици 2:

Слика 2. Дијаграм молекуларне енергије. Извор: Ф. Запата.

На дијаграму хоризонталне линије представљају различите нивое молекуларне енергије. Линија Е0 је основни или нижи ниво енергије. Нивои Е1 и Е2 су узбуђени нивои веће енергије. Нивои Е0, Е1, Е2 одговарају електронским стањима молекула.

Подразреди 1, 2, 3, 4 унутар сваког електронског нивоа одговарају различитим вибрацијским стањима која одговарају сваком електронском нивоу. Сваки од ових нивоа има финије пододељење за које није показано да одговарају ротационим стањима која су повезана са сваким вибрационим нивоом.

Дијаграм приказује вертикалне стрелице које представљају енергију фотона у инфрацрвеном, видљивом и ултраљубичастом распону. Као што се може видети, инфрацрвени фотони немају довољно енергије за промоцију електронских транзиција, док видљиво и ултраљубичасто зрачење.

Када се инцидентни фотони монохроматског снопа подударају у енергији (или фреквенцији) са енергетском разликом између стања молекуларне енергије, тада долази до апсорпције фотона.

Фактори од којих зависи пропусност

Према ономе што је речено у претходном одељку, тада ће преношење зависити од неколико фактора међу којима можемо именовати:

1- Фреквенција којом је узорак осветљен.

2- Тип молекула који се анализира.

3- Концентрација раствора.

4- Дужина пута којим је прошао светлосни сноп.

Експериментални подаци показују да пропустност Т експоненцијално опада концентрацијом Ц и дужином Л оптичког пута:

Т = 10 ^{-а⋅Ц⋅Л}

У изразу изнад а је константа која зависи од учесталости и врсте супстанце.

Вежба решена

Вежба 1

Стандардни узорак одређене супстанце има концентрацију од 150 микромола по литру (µМ). Када се њена пропусност мери светлошћу од 525 нм, добија се пропусност од 0,4.

Још један узорак исте супстанце, али непознате концентрације, има пропустност 0,5, мерено истом фреквенцијом и истом оптичком дебљином.

Израчунајте концентрацију другог узорка.

Одговорити

Продајна вредност Т пропада експоненцијално уз концентрацију Ц:

Т = 10 ^-б⋅Л

Ако се узме логаритам претходне једнакости, остаје:

лог Т = -б⋅Ц

Подељивање члана на члана, претходна једнакост примењена на сваки узорак и решавање за непознату концентрацију остаје:

Ц2 = Ц1⋅ (лог Т2 / лог Т1)

Ц2 = 150 μМ⋅ (лог 0,5 / лог 0,4) = 150 μМ⋅ (-0,3030 / -0,3979) = 113,5 μМ

Референце

1. Аткинс, П. 1999. Физичка хемија. Омега издања. 460-462.
2. Водич. Пролазност и апсорбанција. Опоравак од: куимица.лагуиа2000.цом
3. Токсикологија животне средине. Трансмисија, апсорбанција и Ламбертов закон. Опоравак од: репоситорио.инновационумх.ес
4. Физичка авантура. Апсорбанција и пропустност. Опоравак од: рпфисица.блогспот.цом
5. Спецтопхотометри. Опоравак од: цхем.либретектс.орг
6. Токсикологија животне средине. Трансмисија, апсорбанција и Ламбертов закон. Опоравак од: репоситорио.инновационумх.ес
7. Википедиа. Трансмиттанце. Опоравак од: википедиа.цом
8. Википедиа. Спектрофотометрија. Опоравак од: википедиа.цом