Vad är molar absorptionsförmåga?

Inom kemi definieras molär absorptionsförmåga som ett mått på en kemikalies förmåga att absorbera ljus vid en specificerad våglängd. Den molära absorptivitetskoefficienten, ε, beror på den kemiska arten; faktisk absorption beror på kemisk koncentration och väglängden. Dessa variabler används i Beer-Lambert Law. Molär absorptionsförmåga är också känd som den molära extinktionskoefficienten och den molära absorptionskoefficienten.

Beer-Lambert-lagen är en ekvation som relaterar absorption till kemisk koncentration, väglängd och molär absorptionsförmåga. Matematiskt kan Beer-Lambert-lagen uttryckas som A = εcl. De vanligaste enheterna för den molära absorptionskoefficienten är M-1cm-1, även om enheterna kan vara olika beroende på vilka enheter som används för kemisk koncentration och väglängd. International System of Units (SI) för denna mätning är m2/mol.

Olika kemiska arter har vanligtvis olika molära absorptivitetskoefficienter. Dessa specifika värden för olika kemikalier vid specificerade ljusvåglängder finns i kemikaliereferensmanualer. Om absorptivitetsvärdena inte är listade eller inte kan hittas, kan de bestämmas experimentellt genom att mäta absorbansen av flera lösningar av kemikalien vid kända koncentrationer.

Att bestämma den molära absorptionsförmågan för en kemisk art kan åstadkommas genom att mäta absorptionen av varierande lösningskoncentrationer med en spektrometer. Spektrometern mäter lösningens totala absorbans, som ökar när kemikaliekoncentrationen ökar. Många spektrometrar mäter transmittans, vilket är det omvända till absorbans. Absorbans måste användas för Beer-Lamberts lag; om transmittans visas måste inversen hittas först.

I en blandning av kemiska ämnen bidrar varje komponent till blandningens totala absorbans. Beer-Lambert-lagen kan utökas för lösningar med flera komponenter och kan uttryckas som A = (e1c1 + … + encn)l, med underskriften n som anger antalet närvarande arter. Denna utökade ekvation gäller för de absorberande ämnena i lösningen.

Den molära absorptionskoefficienten är relaterad till absorptionstvärsnittet, σ, via Avogadros konstant, NA. Om enheterna för den molära absorptionskoefficienten antas vara L mol-1cm-1 och enheterna för absorptionstvärsnittet är i cm2, då är σ = 1000ln(10) x ε/NA, eller 3.82 x 10-21 x ε . Absorptionstvärsnittet är relaterat till sannolikheten för en absorptionsprocess i en lösning.
Molär absorptionsförmåga är särskilt användbar vid spektrometri för att mäta koncentrationen av kemiska lösningar. Att mäta absorbans är en mycket snabb metod för att bestämma kemiska koncentrationer, även om de specifika kemiska arterna i lösningen måste vara kända. Andra metoder för att mäta koncentration, såsom titrering, kan ta längre tid och kan kräva ytterligare kemikalier.