Belangrijkste verschil - Absorptie versus doorlaatbaarheid

Absorptie en doorlaatbaarheid zijn twee verwante, maar verschillende grootheden die in spectrometrie worden gebruikt. De grootste verschil tussen absorptie en transmissie is dat: absorptie meet hoeveel van een invallend licht wordt geabsorbeerd wanneer het door een materiaal reist terwijl transmissie meet hoeveel van het licht wordt doorgelaten. Vanwege de manier waarop ze zijn gedefinieerd, zijn de twee geen complementaire grootheden: d.w.z. het direct toevoegen van transmissie aan absorptie geeft niet het totale invallende licht.

Als licht door een materiaal gaat, wordt het geabsorbeerd door moleculen in het materiaal. Bijgevolg neemt de intensiteit van licht exponentieel af met de afstand als het licht door het materiaal gaat. Doorlaatbaarheid door een monsteroplossing wordt gemakkelijk gemeten door de intensiteiten van invallend en doorgelaten licht te meten. Met behulp van de waarde voor doorlaatbaarheid is het dan mogelijk om de absorptie van het monster te berekenen.

Wat is transmissie?

doorlaatbaarheid (

) is een meting van hoeveel licht er door een stof gaat. Hoe meer licht er doorheen gaat, hoe groter de doorlaatbaarheid. Doorlaatbaarheid wordt gedefinieerd als de verhouding van de intensiteit van invallend licht: intensiteit van doorvallend licht, d.w.z. als de intensiteit van invallend licht

en de intensiteit van doorvallend licht is

, dan

Soms kan deze breuk worden weergegeven als een percentage, waar het de wordt genoemd percentage doorlaatbaarheid (

).

Wat is absorptie?

Absorptie (

) is gedefinieerd als:

Bijgevolg kan de absorptie ook worden gegeven in termen van de procentuele transmissie:

Volgens Wet Beer-Lambert, is de absorptie van licht, als het door een oplossing gaat, recht evenredig met de weglengte van licht door het materiaal (

) en de concentratie (

). Dus we kunnen schrijven,

waar

is een constante genaamd de molaire absorptie. Deze constante heeft een specifieke waarde voor een bepaalde stof, op voorwaarde dat de temperatuur van de stof en de golflengte van het licht dat er doorheen gaat ongewijzigd blijven.

Dit is een uiterst nuttige relatie waarmee concentraties van onbekende oplossingen kunnen worden gevonden door de absorptie van licht door een monster te meten.

Als we een oplossing maken, er licht doorheen laten gaan en plotten hoe de transmissie verandert als we de concentratie van de oplossing veranderen (terwijl we de door het licht afgelegde weglengte ongewijzigd laten), krijgen we een exponentiële relatie tussen transmissie en concentratie:

Doorlaatbaarheid versus concentratie

Als we echter de corresponderende absorptiewaarden berekenen en vervolgens een grafiek van absorptie versus concentratie plotten, krijgen we een rechte lijn door de oorsprong, zoals voorspeld door de wet van Beer-Lambert:

Absorptie versus concentratie

Als de gradiënt van deze grafiek is

, dan hebben we uit de wet van Beer-Lambert,

Dan kunnen we de waarde van berekenen

de lengte gebruiken

waardoor het licht is gereisd.

Zodra we hebben berekend

, kunnen we het gebruiken om concentraties van onbekende oplossingen van de stof te meten met dezelfde opstelling (d.w.z. de temperatuur, de golflengte van het licht en de padlengte van het licht hetzelfde te houden).

In laboratoria, een spectrofotometer kan worden gebruikt om de absorptie van licht door een monster te meten.

Een spectrofotometer

Verschil tussen absorptie en doorlaatbaarheid

Definitie van absorptie en transmissie

Doorlaatbaarheid:

Absorptie:

Hoe de waarde verandert naarmate de padlengte/concentratie toeneemt

Doorlaatbaarheid: Neemt exponentieel af.

Absorptie: Stijgt lineair.

Bereik

Doorlaatbaarheid: Waarden variëren van 0 tot 1.

Absorptie: Kan waarden vanaf 0 aannemen.

Afbeelding met dank aan:

"Unicam 5625 UV/Vis-spectrofotometer" door Skorpion87 (eigen werk) [Public domain], via Wikimedia Commons