Cén fáth a n-athraíonn ionsúchán ghorm meitiléine leis an tiúchan

Tóg buidéal amháin de stoc-thuaslagán ghorm meitiléine agus doirt dhá ghloine. Líon an chéad cheann ón stoc-thuaslagán agus an dara ceann ó chaolú deich n-uaire. Tá an dara gloine níos báine, mar a bheifeá ag súil leis. Féach go géar agus feicfidh tú go bhfuil rud eile athraithe. Tá an lí athraithe. Tá dath gorm spéire glan ar cheann de na tuaslagáin agus dath gorm le loinnir vialaite ar an gceann eile. Rinne an caolú níos mó ná an déine a laghdú. D'athraigh sé an speiceas ceimiceach a dhéanann an chuid is mó den ionsúchán.

Tá an coincheap atá taobh thiar den athrú simplí. Ní speiceas amháin é gorm meitiléine tuaslagtha. Is féidir leis an gcaition aonair den ruaim, ar a dtugtar an monaiméir, cruachadh aghaidh ar aghaidh le caition eile chun déaiméir a dhéanamh, agus is féidir le déaiméirí fás ina gcomhiomláin níos mó. Tá a speictream ionsúcháin féin ag gach foirm. Is é a thuairiscíonn speictreafótaiméadar ná suim ionsúcháin an mheascáin atá sa chiúivéid sin, faoi na dálaí sin. Athraigh an meascán agus athraíonn an speictream, fiú nuair a leanann méid iomlán na ruaime cóimheas simplí caolaithe.

Is ionsúirí éagsúla iad an monaiméir agus an déaiméir

Samhlaigh an monaiméir mar chárta cothrom a bhfuil lucht deimhneach scaipthe thar a chóras fáinní. Is féidir le dhá chárta den chineál sin luí aghaidh ar aghaidh. Éarann na luchtanna deimhneacha a chéile, ach meallann na dromchlaí aramatacha cothroma a chéile trí idirghníomhaíochtaí cruachta, agus sciathann an t-uisce mórthimpeall agus na frithian an t-éaradh. Is é an toradh ná péire nasctha a bhfuil staideanna leictreonacha i bpáirt acu. Tá a dtrasdulta ceadaithe ag fuinneamh níos airde ná trasdul an mhonaiméara, agus mar sin feictear banda an déaiméara ag tonnfhad níos giorra ná banda an mhonaiméara. Cuireann comhiomláin níos mó gualainn leis an speictream níos faide i dtreo an taoibh ghoirm.

Ag tiúchan an-íseal in uisce glan, is iad na monaiméirí is líonmhaire agus is é an banda tonnfhaid fhada is suntasaí. De réir mar a ardaíonn an tiúchan iomlán, méadaíonn sciar na foirme péireáilte agus fásann an banda tonnfhaid ghairid i gcoibhneas leis an gcéad bhanda. Dá bhrí sin, léiríonn cóimheas an dá bhanda comhdhéanamh an mheascáin, ní an tiúchan iomlán go díreach. Ní féidir le léamh ag tonnfhad amháin an dá fhoirm a dheighilt gan toimhde a dhéanamh faoin bhfoirm atá i láthair.

Sin an fáth ar gá dálaí a lua le speictrim thagartha i gcónaí. Sa tagairt speictreach do ghorm meitiléine, tá suíomhanna na mbandaí i dtábla in éineacht leis an tuaslagóir, an cúlra salainn, an pH, an teocht agus an raon tiúchana faoina bhfuarthas iad. Má luaitear buaic gan na dálaí sin, níl an uimhir sonraithe go hiomlán. Is féidir le dhá shaotharlann a bheith ceart faoi speictrim éagsúla ón ruaim chéanna, toisc gur thomhais siad meascáin éagsúla.

Cad a athraíonn an chothromaíocht

Is é an tiúchan an príomhfhachtóir. Chun déaiméir a dhéanamh, ní mór do dhá mhonaiméir teacht le chéile, agus mar sin ardaíonn a sciar níos tapúla ná mar a ardaíonn méid iomlán na ruaime go líneach. Tá na tairisigh déaiméirithe thuairiscithe i dtuaslagáin uiscí sna mílte in aghaidh molar gar do theocht an tseomra, agus mar sin ardaíonn sciar an déaiméara go géar tríd an raon micromolar. I bhfeistiú domhanda leathan a chuimsigh ruaim ó thiúchain micromolar go millimolar, fuarthas rannchuidiú neamh-nialasach ó theitraiméirí cheana féin faoi bhun 34 micromolar. Tugann sé sin foláireamh gan muinín a chur i bhfeistiú do dhá speiceas amháin ag na deicheanna micromolar. Braitheann na codáin bheachta ar an meán, agus sin an fáth a dtugann an t-alt seo treochtaí seachas tábla tiontaithe uilíoch.

Is é salann an dara fachtóir. Sciathann iain thuaslagtha an t-éaradh idir dhá chaition, agus mar sin cuireann clóiríd sóidiam agus leictrilítí comhchosúla a chuirtear leis an meascán i dtreo déaiméirí agus comhiomlán ag an tiúchan ruaime céanna. Tá an éifeacht seo le feiceáil i staidéir ar chomhiomlánú ghorm meitiléine i meáin shalanda agus uiscí, inar tomhaiseadh ruaim ó thart ar 1 micromolar go 3.4 millimolar thar raon clóiríd sóidiam ó 0 go 0.15 molar. Sa bhfeistiú sin, shroich codán an teitraiméara thart ar 0.93 ag an bpointe ina raibh tiúchan ard ruaime agus tiúchan ard salainn araon. Dá bhrí sin, ní caighdeáin inmhalartaithe iad speictream a taifeadadh in uisce agus speictream a taifeadadh i dtuaslagán salanda fiseolaíoch.

Tarraingíonn an teocht sa treo eile. Scaoileann an cruachadh uisce ceangailte agus cuireann gluaisne theirmeach ina aghaidh. Mar sin, nuair a théitear tuaslagán, díthiomsaítear cuid de na déaiméirí ina monaiméirí arís de ghnáth, agus cuireann fuarú an comhthiomsú chun cinn. Tá an eantalpacht díthiomsaithe fheistithe diúltach, thart ar lúide 30 kilojoules per mole thar 282 go 333 kelvin, rud a dhearbhaíonn comhthiomsú eisiteirmeach. D'fhéadfadh sampla fuar a thomhaistear díreach tar éis cuisniúcháin cuma níos comhiomlánaithe a bheith air ná an sampla céanna a thomhaistear tar éis dó cothromaíocht a bhaint amach ag teocht an tseomra.

Socraíonn an tuaslagóir an bhunlíne. Spreagann uisce, lena éifeacht láidir hidreafóbach, caitiain chothroma na ruaime chun cruachadh. Tuaslagann alcóil amhail eatánól agus meatánól na fáinní níos fearr agus briseann siad na comhiomláin suas, agus mar sin bíonn an tiúchan ruaime céanna níos monaiméaraí in eatánól ná in uisce. Déanann comhthuaslagóirí aprótacha an rud céanna: i meascáin uisce agus DMSO ag 293 kelvin, chuir DMSO breise cosc ar dhéaiméiriú, rud a thugann le fios go bhfuil struchtúr an uisce ina fhórsa tiomána don chruachadh. Ní mór a bheith cúramach le dromchlaghníomhaithe sa dá threo. Os cionn a dtiúchana chriticiúil micéil, is féidir le micéil monaiméirí a thuaslagadh ina n-aonar agus speictream cosúil le speictream an mhonaiméara a athbhunú. Faoi bhun an phointe sin, d'fhéadfadh dromchlaghníomhaí a bhfuil lucht contrártha air cruachadh a chur chun cinn ina áit sin: ag tiúchan ruaime 100 micromolar, shroich polaiméiriú arna thiomáint ag SDS a bhuaic gar do 4 millimolar SDS, thart ar leath an phointe micéil, sular tharla athdháileadh ag leibhéil níos airde dromchlaghníomhaithe. Léiríonn obair ar éifeachtaí ruaime-tuaslagóra agus meán eagraithe ar speictrim ghorm meitiléine cé chomh láidir agus a chinneann an timpeallacht mhóilíneach láithreach, ní hamháin an tiúchan foriomlán, na bandaí a bhreathnaítear.

Is ag na foircinn is mó a bhíonn tábhacht le pH. Sa raon gar do neodrach a úsáidtear i bhformhór na hoibre saotharlainne, fanann gorm meitiléine ina ghnáthfhoirm ghorm chaitionach, agus is é an comhiomlánú is mó a rialaíonn an speictream. Cuireann aigéad nó bun láidir, ceimic ocsaídiúcháin-laghdúcháin a tháirgeann an fhoirm leuco gan dath, nó ceangal le próitéiní agus cáithníní, staideanna breise leis thar an bpéire monaiméara-déaiméara. Nuair a athraíonn speictream tar éis maolán a chur leis, seiceáil comhdhéanamh an mhaoláin le haghaidh salainn agus comhpháirteanna ceangailteacha sula gcuirtear gach athrú síos do pH amháin. Coinníonn an tagairt don cheimic agus don phrótónú na ceisteanna aitheantais seo ar leithligh ón gceist chomhiomlánaithe a phléitear anseo.

Cén fáth a lúbann líne dhíreach Beer-Lambert

Deir gaol Beer-Lambert gurb ionann an ionsúcht agus an chomhéifeacht ionsúcháin iolraithe faoin tiúchan agus faoi fhad na conaire. Is dlí comhairimh é. Glacann sé leis go bhfanann na réada atá á gcomhaireamh mar an gcéanna de réir mar a athraíonn a líon: speiceas ionsúcháin amháin, speictream seasta, gan athrú ceimiceach de bharr tiúchana, solas tóireála monacrómatach, gan scaipeadh ná ath-astú, agus solas a thaistealaíonn go fírinneach tríd an gconair shonraithe.

Sáraíonn comhiomlánú an chéad toimhde. Go foirmiúil, is suim thar na speicis fós é an t-ionsúcht iomlán: fad na conaire iolraithe faoi chomhéifeacht ionsúcháin gach speicis agus faoina thiúchan féin. Cloíonn gach speiceas leis an dlí. Ní chloíonn an meascán leis, toisc gur feidhmeanna neamhlíneacha de mhéid iomlán na ruaime iad tiúchain na speiceas. Dá bhrí sin, tosaíonn cuar calabrúcháin den ionsúcht ag banda an mhonaiméara i gcoinne méid iomlán na ruaime mar líne dhíreach sa teorainn chaol, agus lúbann sé anuas de réir mar a ardaíonn an tiúchan, toisc go dtugann gach incrimint bhreise níos lú monaiméara go comhréireach. Lúbann cuar a léitear ag banda an déaiméara sa treo eile. Aithníonn obair ar chomhiomlánú an mheicníocht seo go sonrach mar fhoinse na ndiallas breathnaithe ó Lambert-Beer. Is é an gnáthearráid ná líne dhíreach a fheistiú tríd an réigiún lúbtha agus í a eachtarshuí. Níl an líne bailí ach laistigh den raon agus den mhaitrís inar tógadh í.

Cruthaíonn caolú gaiste gaolmhar. Ní chaomhnaítear cóimheas na speiceas nuair a chaolaítear stoc-thuaslagán tiubhaithe chun teacht laistigh de raon na hionstraime. Athchothromaíonn an tuaslagán caolaithe sa chiúivéid i dtreo an mhonaiméara, agus mar sin déanann a speictream cur síos ceart ar an sampla caolaithe ach cur síos mícheart ar an stoc-thuaslagán. Ní athbhunaíonn aisríomh speictream an stoc-thuaslagáin trí na hionsúchtaí a scálú suas meastachán an mhéid iomláin ach amháin má chuireann an calabrú an t-athrú san áireamh cheana féin. Ní athbhunaíonn sé cruth bunaidh na mbandaí riamh. Tá dhá mheascán éagsúla á gcur i gcomparáid ag aon duine a chuireann speictream tuaslagáin thiubhaithe i gcomparáid le tagairt chaol.

Is cuid den toradh é fad na conaire

Scálaíonn an t-ionsúcht leis an achar a thaistealaíonn solas tríd an sampla. Tugann ciúivéid 10 mm deich n-uaire an t-ionsúcht a thugann ciúivéid 1 mm ina bhfuil an tuaslagán céanna. Níl an scálú sin beacht ach amháin don tuaslagán céanna, agus de bharr comhiomlánaithe tá an coinníoll sin ríthábhachtach.

Go praiticiúil, is uirlis é fad na conaire chun fanacht laistigh den raon bailí. Tugann conair fhada íogaireacht do thuaslagáin chaola atá monaiméarach den chuid is mó. Coinníonn conair ghearr sampla tiubhaithe laistigh den scála gan céim mhór chaolaithe a dhéanfadh an chothromaíocht a athshocrú. Rinne an clár comhiomlánaithe a thug na huimhreacha thuas é seo go díreach: cealla 1 centimeter do ruaim 1.1 go 34 micromolar, agus cealla 0.01 centimeter do 94 micromolar go 3.4 millimolar. Cuireann seastáin mhicreathoirte agus léitheoirí plátaí a ngeoiméadracht féin leis, le conairí gearra a bhíonn athraitheach uaireanta, chomh maith le dromchlaí ar féidir leis an ruaim chaitionach asú orthu. Tuairiscigh an chonair in éineacht leis an uimhir, díreach mar a thuairiscíonn an tagairt speictreach an tuaslagóir agus an salann. Ní toradh é ionsúcht gan fad conaire. Is ráfla é.

Eascraíonn dea-chleachtas tomhais ón meicníocht. Lig do na samplaí cothromaíocht a bhaint amach ag aon teocht amháin roimh léamh. Úsáid an cineál céanna ciúivéide sa treoshuíomh céanna, samplaí bána meaitseáilte ina bhfuil an cúlra salainn agus maoláin céanna, agus earraí gloine glana. Tá sé seo tábhachtach toisc go n-asúnn gorm meitiléine ar ghloine agus ar phlaisteach, agus coinníonn ciúivéid dhaite lorg an tsampla thiubhaithe dheireanaigh. Déan an léamh go pras tar éis ullmhúcháin nuair atá cinéitic an chomhiomlánaithe tábhachtach, agus tóg gach cuar calabrúcháin sa mhaitrís chéanna agus ag an bhfad conaire céanna leis na samplaí anaithnide. I gcás seiceálacha amhairc, cuimhnigh gur drochspeictriméadar í an tsúil. Is ceist ar leith í an féidir le dath tuaslagáin íonacht a dheimhniú, agus is é an freagra ná nach féidir. Tá athruithe lí de bharr comhiomlánaithe ar cheann de na cúiseanna.

Léaráid le coinneáil in aice leis an ionstraim

Comhdhlúthaíonn an fhíor thíos an t-alt ina thagairt amháin don bhinse saotharlainne. Tá an ruaim chéanna sna trí thuaslagán, ach tá tiúchan iomlán agus cúlra salainn éagsúil acu. Léiríonn a speictrim scéimreacha banda tonnfhaid fhada an mhonaiméara ag cailleadh sciar i bhfabhar bhanda tonnfhaid níos giorra an déaiméara de réir mar a mhéadaíonn an cruachadh. Tá na dálaí clóite ar an bhfíor mar ní féidir na cuair a athúsáid gan iad. Le haghaidh suíomhanna tomhaiste na mbandaí faoi dhálaí sonraithe, úsáid an tagairt speictreach. Chun a fháil amach conas a théann an ruaim isteach i gcealla nuair atá sí i dtuaslagán, féach iontráil i gcealla trí laghdú agus deighilt. Chun a fháil amach conas a mhúnlaíonn dáileog an tsolais agus an gheoiméadracht léamha fótaiceimiceacha tuilleadh, féach nochtadh don solas agus geoiméadracht tomhais.

Tá dhá chuid sa riail atá le tabhairt leat. Aithníonn an speictream an meascán atá sa chiúivéid faoi na dálaí sonraithe. Ní thiontaíonn ach calabrú a tógadh faoi na dálaí céanna sin ionsúcht ina thiúchan iomlán.