วิธีการคำนวณการดูดซึมของฟันกราม: 8 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2025 ผู้เขียน: Jason Gerald | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-23 12:49

ค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนแสงของฟันกราม หรือที่เรียกว่าค่าสัมประสิทธิ์การลดทอนของฟันกรามเป็นการวัดว่าสารเคมีชนิดใดดูดซับแสงที่มีความยาวคลื่นหนึ่งๆ ได้ดีเพียงใด ซึ่งช่วยให้สามารถเปรียบเทียบระหว่างสารประกอบต่างๆ ได้โดยไม่ต้องคำนึงถึงความแตกต่างในความเข้มข้นของสารละลายและความกว้างของภาชนะบรรจุสารละลายเมื่อทำการตรวจวัด โดยทั่วไปแล้วการดูดซับกรามจะใช้ในวิชาเคมีและไม่ควรสับสนกับค่าสัมประสิทธิ์การยกเว้นซึ่งมักใช้ในวิทยาศาสตร์กายภาพ หน่วยวัดมาตรฐานสำหรับการดูดกลืนแสงของฟันกรามคือลิตรต่อโมลเซนติเมตร (L mol^-1 ซม^-1).

ขั้นตอน

วิธีที่ 1 จาก 2: การคำนวณการดูดซับกรามโดยใช้สมการ

ขั้นตอนที่ 1. ทำความเข้าใจกฎหมายเบียร์-แลมเบิร์ต A = bc

สมการมาตรฐานสำหรับการดูดกลืนแสงคือ A = bc, A คือปริมาณแสงของความยาวคลื่นที่ดูดซับโดยตัวอย่างทางเคมี, ค่าการดูดกลืนแสงของโมลาร์, b คือระยะทางที่แสงต้องเดินทางผ่านสารละลายตัวอย่างหรือความกว้างของภาชนะ และ c คือความเข้มข้นของสารประกอบต่อหน่วยปริมาตร.

• สามารถคำนวณค่าการดูดกลืนแสงได้โดยใช้อัตราส่วนระหว่างตัวอย่างอ้างอิงกับตัวอย่างที่ไม่รู้จัก สมการที่ใช้ได้คือ A = log₁₀(ผม_o/ผม).
• ได้ความเข้มโดยใช้เครื่องสเปกโตรโฟโตมิเตอร์
• การดูดกลืนแสงของสารละลายจะเปลี่ยนไปตามความยาวคลื่นที่ไหลผ่าน ความยาวคลื่นบางช่วงจะถูกดูดกลืนมากกว่าความยาวคลื่นอื่นๆ ขึ้นอยู่กับลักษณะของสารละลาย อย่าลืมระบุความยาวคลื่นที่ใช้ในการคำนวณของคุณ

ขั้นตอนที่ 2 จัดเรียงสมการ Beer-Lambert Law ใหม่เพื่อแก้ปัญหาการดูดซึมของฟันกราม

เมื่อใช้พีชคณิต เราสามารถแบ่งค่าการดูดกลืนแสงด้วยความกว้างของภาชนะบรรจุสารละลายและระดับความเข้มข้นของสารละลายเพื่อหาค่าการดูดกลืนแสงในสมการ: = A/bc เราสามารถใช้สมการนี้ในการคำนวณค่าการดูดกลืนแสงของโมลาร์สำหรับความยาวคลื่นที่กำหนด

การวัดค่าการดูดกลืนแสงที่ดำเนินการมากกว่าหนึ่งครั้งสามารถให้ค่าที่อ่านได้ต่างกันเนื่องจากความแตกต่างในความเข้มข้นของสารละลายและรูปร่างของภาชนะที่ใช้ในการวัดความเข้ม การดูดซึมของฟันกรามสามารถเอาชนะความแตกต่างนี้ได้

ขั้นตอนที่ 3 ค้นหาค่าของตัวแปรที่ต้องการในสมการโดยใช้สเปกโตรโฟโตเมตรี

เครื่องวัดสเปกโตรโฟโตมิเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่ปล่อยแสงที่มีความยาวคลื่นผ่านสารละลายและตรวจจับปริมาณแสงที่ออกมา แสงบางส่วนจะถูกดูดกลืนโดยสารละลายและแสงที่เหลือที่ผ่านสารละลายจะถูกนำมาใช้ในการคำนวณค่าการดูดกลืนแสงของสารละลาย

• เตรียมสารละลายที่มีความเข้มข้นที่ทราบ ค สำหรับการวิเคราะห์ หน่วยวัดความเข้มข้นของสารละลายคือโมลหรือโมล/ลิตร
• หากต้องการค้นหา b ให้วัดความกว้างของคอนเทนเนอร์ หน่วยวัดสำหรับภาชนะคือเซนติเมตร (ซม.)
• ใช้สเปกโตรโฟโตมิเตอร์วัดค่าการดูดกลืนแสง A โดยใช้แสงที่มีความยาวคลื่นที่แน่นอน หน่วยวัดความยาวคลื่นคือเมตร แต่ความยาวคลื่นส่วนใหญ่มีขนาดเล็กมากจนโดยทั่วไปจะวัดเป็นนาโนเมตร (นาโนเมตร) การดูดกลืนไม่มีหน่วยวัด

ขั้นตอนที่ 4 ป้อนค่าของตัวแปรที่พบในสมการการดูดกลืนแสงของฟันกราม

เสียบค่าที่ได้รับสำหรับ A, c และ b ลงในสมการ = A/bc คูณ b และ c แล้วหาร A ด้วยผลคูณของ "b" และ "c" เพื่อกำหนดค่าของการดูดกลืนแสงของฟันกราม

• ตัวอย่าง: ใช้ภาชนะกว้าง 1 ซม. คุณวัดค่าการดูดกลืนแสงของสารละลายที่มีความเข้มข้น 0.05 โมล/ลิตร ค่าการดูดกลืนแสงของสารละลายโดยใช้ความยาวคลื่น 280 นาโนเมตร คือ 1.5 ค่าการดูดกลืนแสงของสารละลายนี้เป็นอย่างไร

  ️₂₈₀ = A/bc = 1.5/(1 x 0.05) = 30 ลิตร โมล^-1 ซม^-1

วิธีที่ 2 จาก 2: การคำนวณการดูดซับกรามโดยใช้เส้นโค้งเชิงเส้น

ขั้นตอนที่ 1 วัดความเข้มของแสงที่ปล่อยออกมาจากสารละลายที่มีความเข้มข้นต่างๆ

ทำสารละลายชนิดเดียวกันสามหรือสี่ชนิด แต่มีความเข้มข้นต่างกัน ใช้สเปกโตรโฟโตมิเตอร์วัดค่าการดูดกลืนแสงของสารละลายที่มีความเข้มข้นระดับต่างๆ โดยใช้แสงที่มีความยาวคลื่นที่แน่นอน เริ่มด้วยสารละลายที่มีความเข้มข้นต่ำสุด ไปจนถึงสารละลายที่มีความเข้มข้นสูงสุด ลำดับการทำงานไม่สำคัญ แต่ให้บันทึกคู่ค่าการดูดกลืนแสงและการคำนวณระดับความเข้มข้นของสารละลายอย่างระมัดระวัง

ขั้นตอนที่ 2 แมประดับความเข้มข้นของสารละลายและค่าการดูดกลืนแสงลงในกราฟ

ใช้ค่าที่ได้รับจากสเปกโตรโฟโตมิเตอร์ วาดจุดแต่ละจุดบนกราฟเส้น เพื่อให้ได้จุดหนึ่ง ให้ใช้ระดับความเข้มข้นของสารละลายสำหรับแกน X และค่าการดูดกลืนแสงสำหรับแกน Y

ลากเส้นตามจุด หากวัดได้ถูกต้อง จุดจะเกิดเป็นเส้นตรงแสดงค่าการดูดกลืนแสงและระดับความเข้มข้นของสารละลายซึ่งเป็นสัดส่วนกับกฎของเบียร์

ขั้นตอนที่ 3 กำหนดความลาดชันของเส้นตรงที่เกิดจากจุดข้อมูล

ในการคำนวณความลาดชันของเส้น ให้แบ่งค่าการเปลี่ยนแปลงแนวตั้งด้วยค่าการเปลี่ยนแปลงแนวนอน ใช้จุดข้อมูลสองจุด ค้นหาความแตกต่างระหว่างค่า Y และค่า X จากนั้นหารความแตกต่างในค่า Y ด้วยความแตกต่างในค่า X (Y/X)

• สมการความชันของเส้นคือ (Y₂ - Y₁)/(NS₂ - NS₁). จุดข้อมูลที่สูงกว่าจะถูกห้อย 2 และจุดข้อมูลที่ต่ำกว่าจะได้รับตัวห้อย 1
• ตัวอย่าง: ด้วยระดับความเข้มข้นของสารละลายที่ 0.27 ค่าการดูดกลืนแสงจะถูกบันทึกเป็น 0.2 โมลาร์ และด้วยระดับความเข้มข้นของสารละลายที่ 0.41 ค่าการดูดกลืนแสงคือ 0.3 โมลาร์ ค่าการดูดกลืนแสงคือ Y ในขณะที่ระดับความเข้มข้นของสารละลายคือ X โดยใช้สมการเส้นตรง (Y₂ - Y₁)/(NS₂ - NS₁) = (0, 41-0, 27)/(0, 3-0, 2) = 0, 14/0, 1 = 1, 4 คือความชันของเส้นตรง

ขั้นตอนที่ 4 แบ่งความลาดชันของเส้นตามความกว้างของภาชนะบรรจุสารละลายเพื่อให้ได้โมลาร์ดูดซับ

ขั้นตอนสุดท้ายเพื่อให้ได้โมลาร์ดูดซับคือการแบ่งความลาดชันตามความกว้าง ความกว้างคือความหนาของภาชนะบรรจุสารละลายที่ใช้ในกระบวนการสเปกโตรโฟโตเมตริก

ตัวอย่างเพิ่มเติม: หากการไล่ระดับสีคือ 1.4 และความกว้างของภาชนะคือ 0.5 ซม. การดูดซับของกรามจะเท่ากับ 1.4/0.5 = 2.8 ลิตร โมล^-1 ซม^-1.