Poukisa absòpsyon ble metilèn chanje selon konsantrasyon an

Pran yon boutèy solisyon manman ble metilèn epi vide l nan de vè. Ranpli premye a ak solisyon manman an, epi dezyèm nan ak yon dilisyon dis fwa. Dezyèm vè a pi pal, jan ou ta atann. Gade byen, epi ou ap wè yon lòt bagay chanje tou. Tent lan chanje. Yon solisyon gen yon ble syèl klè, tandiske lòt la gen yon ble ki tire sou vyolèt. Dilisyon an fè plis pase diminye entansite a. Li chanje ki espès chimik ki fè pi gwo pati absòpsyon an.

Lide ki dèyè chanjman sa a senp. Ble metilèn ki fonn nan yon solisyon pa egziste kòm yon sèl espès. Yon sèl katyon koloran, yo rele monomè a, ka anpile fas a fas ak yon dezyèm katyon pou fòme yon dimè, epi dimè yo ka vin fòme pi gwo agrega. Chak fòm gen pwòp espèk absòpsyon pa li. Sa yon espektwofotomèt rapòte se sòm kontribisyon tout espès ki nan melanj ki nan kivèt la, nan kondisyon sa yo. Chanje melanj lan, epi espèk la deplase, menm lè kantite total koloran an suiv yon rapò dilisyon senp.

Monomè ak dimè absòbe yon fason diferan

Imajine monomè a tankou yon kat plat ki gen yon chaj pozitif ki gaye sou sistèm bag li yo. De kat konsa ka mete fas a fas. Chaj pozitif yo repouse youn lòt, men sifas aromatik plat yo atire youn lòt atravè entèraksyon anpilman, epi dlo ak kont-iyon ki antoure yo diminye repilsyon an. Rezilta a se yon pè ki lye ansanm, ak eta elektwonik yo pataje. Tranzisyon li yo ki pèmèt yo gen plis enèji pase tranzisyon monomè a, kidonk bann dimè a parèt nan yon longèdonn ki pi kout pase bann monomè a, pandan pi gwo agrega yo ajoute yon kontribisyon ki pi lwen sou bò ble a, tankou yon zepòl sou espèk la.

Nan yon konsantrasyon ki ba anpil nan dlo pwòp, monomè yo domine, epi bann longèdonn ki pi long lan domine tou. Lè konsantrasyon total la monte, fòm ki an pè a pran yon pati pi gwo, epi bann longèdonn ki pi kout la grandi parapò ak premye a. Rapò ant de bann yo bay enfòmasyon sou konpozisyon melanj lan, li pa bay konsantrasyon total la dirèkteman. Yon mezi nan yon sèl longèdonn pa ka separe de fòm yo san yon sipozisyon sou ki fòm ki prezan.

Se poutèt sa espèk referans yo dwe toujou vini ak kondisyon yo. Referans espèktral pou ble metilèn prezante pozisyon bann yo nan yon tablo ansanm ak sòlvan an, sèl ki nan milye a, pH, tanperati ak seri konsantrasyon ki te pwodui yo. Si ou site yon pik san kondisyon sa yo, valè a pa gen ase presizyon. De laboratwa ka toude gen rezon sou espèk diferan menm koloran an paske yo te mezire melanj diferan.

Sa ki deplase ekilib la

Konsantrasyon se prensipal faktè a. Pou yon dimè fòme, de monomè dwe rankontre, kidonk pati dimè a grandi pi vit pase yon relasyon lineyè ak kantite total koloran an. Konstan dimerizasyon nan dlo yo rapòte yo nan lòd plizyè milye pa molar toupre tanperati chanm, kidonk pati dimè a monte rapidman nan seri micromolar la. Yon ajisteman global sou yon gwo seri konsantrasyon, soti nan micromolar rive nan millimolar, te jwenn yon kontribisyon tetramè ki pa zewo deja anba 34 micromolar. Sa montre li pa pridan pou fè yon modèl ki konsidere sèlman de espès konfyans nan konsantrasyon plizyè dizèn micromolar. Pwopòsyon egzak yo depann de milye a; se poutèt sa atik sa a bay tandans olye de yon tablo konvèsyon inivèsèl.

Sèl se dezyèm faktè a. Iyon ki fonn yo diminye repilsyon ant de katyon, kidonk lè yo ajoute klori sodyòm ak lòt elektwolit menm jan an, yo pouse melanj lan nan direksyon dimè ak agrega, pou menm konsantrasyon koloran an. Efè sa a vizib nan etid sou agregasyon ble metilèn nan milye sale ak milye ake‌(https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33251415/), kote yo te mezire koloran soti nan anviwon 1 micromolar rive nan 3.4 millimolar, ak konsantrasyon klori sodyòm soti nan 0 rive nan 0.15 molar. Nan ajisteman sa a, fraksyon tetramè a te rive nan anviwon 0.93 nan kondisyon ki te gen ni plis koloran ni plis sèl la. Se poutèt sa yon espèk yo anrejistre nan dlo ak yon lòt yo anrejistre nan solisyon saline fizyolojik pa estanda ki ka ranplase youn lòt.

Tanperati a rale ekilib la nan lòt sans lan. Anpilman an libere dlo ki te lye, epi mouvman tèmik la aji kont li. Se poutèt sa, lè yo chofe yon solisyon, sa anjeneral fè kèk dimè disosye pou tounen monomè, tandiske refwadisman favorize asosiyasyon. Antalpi disosyasyon yo jwenn nan ajisteman an negatif, anviwon mwens 30 kilojoules pa mole sou seri 282 rive 333 kelvin, sa ki konfime asosiyasyon an ekzotèmik. Yon echantiyon frèt yo mezire tousuit apre li soti nan frijidè ka sanble gen plis agregasyon pase menm echantiyon an lè yo mezire l apre li rive nan ekilib ak tanperati chanm.

Sòlvan an fikse kondisyon debaz yo. Dlo, ak gwo efè idwofob li a, ankouraje katyon koloran plat yo anpile. Alkòl tankou etanòl ak metanòl solvate bag yo pi byen epi kraze agrega yo, kidonk menm konsantrasyon koloran an parèt plis sou fòm monomè nan etanòl pase nan dlo. Kosòlvan apwotik yo fè menm bagay la: nan melanj dlo ak DMSO nan 293 kelvin, DMSO yo te ajoute a te diminye dimerizasyon an, sa ki montre estrikti dlo a se youn nan faktè ki favorize anpilman an. Fòk yo pran prekosyon ak ajan tensoaktif yo nan toude sans yo. Pi wo pase konsantrasyon miselè kritik yo, misèl yo ka solibilize monomè yo endividyèlman epi retabli yon espèk ki sanble ak espèk monomè a. Anba pwen sa a, yon ajan tensoaktif ki gen chaj opoze ka pito favorize anpilman: nan yon konsantrasyon koloran 100 micromolar, polimerizasyon SDS te pwovoke a te rive nan maksimòm li toupre 4 millimolar SDS, anviwon mwatye pwen fòmasyon misèl la, anvan yon redistribisyon nan konsantrasyon ajan tensoaktif ki pi wo. Travay sou efè koloran-sòlvan ak milye òganize sou espèk ble metilèn‌(https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30933781/) montre jan anviwònman molekilè ki toupre koloran an, pa sèlman konsantrasyon an jeneral, detèmine bann yo obsève yo.

pH gen enpòtans sitou nan ekstrèm yo. Nan seri ki toupre pH net la, yo itilize nan pifò travay laboratwa, ble metilèn rete nan fòm ble katyonik abityèl li a, epi agregasyon domine sa k ap pase nan espèk la. Asid oswa baz fò, chimi oksidorediksyon ki pwodui fòm leuko san koulè a, oswa lyezon ak pwoteyin ak patikil, chak ajoute lòt eta pi lwen pase pè monomè-dimè a. Lè yon espèk chanje apre ou ajoute yon tanpon, tcheke konpozisyon tanpon an pou sèl ak eleman ki ka fòme lyezon anvan ou atribye tout bagay ak pH sèlman. Referans sou chimi ak pwotonasyon an kenbe kesyon idantite sa yo separe ak kesyon agregasyon atik sa a trete a.

Poukisa liy dwat Beer-Lambert la koube

Relasyon Beer-Lambert la di absòbans egal absòptivite miltipliye pa konsantrasyon miltipliye pa longè chemen optik la. Se yon lwa konte. Li sipoze objè yo konte yo rete menm jan pandan kantite yo chanje: yon sèl espès ki absòbe, yon espèk fiks, pa gen chanjman chimik ak konsantrasyon, yon limyè mezi monokwomatik, pa gen dispèsyon ni re-emisyon, epi limyè a vrèman travèse chemen yo endike a.

Agregasyon kraze premye sipozisyon an. Fòmèlman, absòbans total la toujou rete yon sòm sou tout espès yo: longè chemen optik la miltipliye pa absòptivite chak espès miltipliye pa pwòp konsantrasyon espès sa a. Chak espès obeyi lwa a. Melanj lan pa obeyi l, paske konsantrasyon espès yo se fonksyon ki pa lineyè konsantrasyon total koloran an. Yon koub kalibrasyon absòbans nan bann monomè a selon kantite total koloran an kòmanse dwat nan limit kote solisyon an trè dilye, epi li koube anba pandan konsantrasyon an monte, paske chak kantite yo ajoute pote pwopòsyonèlman mwens monomè. Yon koub yo mezire nan bann dimè a koube nan lòt sans lan. Travay sou agregasyon idantifye egzakteman mekanis sa a kòm sous devyasyon Lambert-Beer yo obsève yo. Erè klasik la se ajiste yon liy dwat atravè zòn ki koube a epi fè ekstrapolasyon sou li. Liy lan valab sèlman nan seri konsantrasyon ak matris kote yo te konstwi l la.

Dilisyon kreye yon pyèj ki gen rapò ak sa. Lè ou dilye yon solisyon manman konsantre pou antre nan seri mezi enstriman an, rapò ant espès yo pa rete menm. Solisyon dilye ki nan kivèt la re-ekilibre nan direksyon monomè, kidonk espèk li dekri echantiyon dilye a kòrèkteman, men li pa dekri solisyon manman an kòrèkteman. Si ou rekalkile espèk solisyon manman an lè ou ogmante absòbans yo selon faktè dilisyon an, sa retabli estimasyon kantite total la sèlman si kalibrasyon an deja pran chanjman sa a an kont. Sa pa janm retabli fòm bann orijinal la. Nenpòt moun ki konpare espèk yon solisyon konsantre ak yon referans dilye ap konpare de melanj diferan.

Longè chemen optik la fè pati rezilta a

Absòbans varye selon distans limyè a travèse nan echantiyon an. Yon kivèt 10 mm bay dis fwa absòbans yon kivèt 1 mm ki gen menm solisyon an. Rapò sa a egzak sèlman pou menm solisyon an, epi agregasyon fè kondisyon sa a tounen yon eleman esansyèl.

Nan pratik, longè chemen optik la se yon zouti pou rete nan seri ki valab la. Yon chemen long bay sansiblite pou solisyon dilye ki sitou gen monomè. Yon chemen kout kenbe yon echantiyon konsantre nan seri mezi a san yon gwo etap dilisyon ki ta chanje ekilib la. Pwogram etid agregasyon ki bay chif ki anwo yo te fè egzakteman sa: selil 1 centimeter pou konsantrasyon koloran 1.1 rive 34 micromolar, epi selil 0.01 centimeter pou 94 micromolar rive 3.4 millimolar. Sipò mikwovolim ak lektè plak yo ajoute pwòp jeyometri pa yo, ak chemen kout ki pafwa varyab, ansanm ak sifas kote koloran katyonik la ka adsòbe. Rapòte longè chemen an ansanm ak valè a, menm jan referans espèktral la rapòte sòlvan ak sèl. Yon absòbans san longè chemen optik pa yon rezilta. Se yon rimè.

Disiplin mezi a soti nan mekanis la. Kite echantiyon yo rive nan ekilib nan yon sèl tanperati anvan ou fè lekti yo. Sèvi ak menm kalite kivèt ak menm oryantasyon an, echantiyon blan ki koresponn epi ki gen menm sèl ak tanpon nan milye a, ansanm ak materyèl an vè ki pwòp, paske ble metilèn adsòbe sou vè ak plastik, epi yon kivèt ki tache kenbe tras dènye echantiyon konsantre a. Fè lekti yo byen vit apre preparasyon lè sinetik agregasyon an enpòtan, epi konstwi chak koub kalibrasyon nan menm matris la ak menm longè chemen optik la ak echantiyon enkoni yo. Pou verifikasyon vizyèl, sonje je a se yon move espektwomèt. Kesyon pou konnen si koulè yon solisyon ka etabli pite li se yon kesyon apa ki gen yon repons negatif, epi chanjman tent ki soti nan agregasyon se youn nan rezon yo.

Yon dyagram pou kenbe bò kote enstriman an

Figi ki anba a rezime atik la nan yon sèl referans pou tab travay laboratwa a. Twa solisyon gen menm koloran an, men yo diferan nan konsantrasyon total ak kantite sèl nan milye a. Espèk chematik yo montre bann monomè ki nan longèdonn ki pi long lan ap pèdi pati pa li devan bann dimè ki nan longèdonn ki pi kout la pandan anpilman an ogmante. Kondisyon yo ekri sou figi a paske san yo, koub yo pa ka sèvi ankò. Pou pozisyon bann yo mezire nan kondisyon yo presize, sèvi ak referans espèktral la. Pou konnen kijan koloran an antre nan selil yon fwa li nan solisyon, gade antre nan selil atravè rediksyon ak patisyon. Pou konnen kijan dòz limyè ak jeyometri enfliyanse mezi fotochimik yo tou, gade ekspozisyon ak limyè ak jeyometri mezi.

Règ pou sonje a gen de pati. Espèk la idantifye melanj ki prezan nan kivèt la nan kondisyon yo presize yo. Se sèlman yon kalibrasyon yo konstwi nan menm kondisyon sa yo ki ka konvèti yon absòbans an yon konsantrasyon total.