Napa absorpsi metilena biru owah miturut konsentrasi

Jupuk sakbotol larutan stok metilena biru lan tuang menyang rong gelas. Isi gelas kapisan nganggo larutan stok lan gelas kapindho nganggo larutan sing wis diencerake sepuluh kaping. Gelas kapindho luwih pucet, kaya sing dikarepake. Yen dideleng kanthi tliti, ana bab liya sing uga owah. Corak warnane wis geser. Siji larutan cenderung biru langit bening lan sijine maneh cenderung biru kanthi semu violet. Pengenceran ora mung nyuda intensitas. Pengenceran ngowahi spesies kimia sing paling akeh nyerep cahya.

Konsep sing njalari owah-owahan iki prasaja. Metilena biru sing larut ora mung awujud siji spesies. Kation zat pewarna tunggal, sing diarani monomer, bisa tumpuk adhep-adhepan karo kation kapindho kanggo mbentuk dimer, lan dimer bisa tuwuh dadi agregat sing luwih gedhe. Saben wujud nduweni spektrum absorpsi dhewe. Sing dilapurake spektrofotometer yaiku jumlah kontribusi saka campuran sing ana ing kuvet kasebut, ing kahanan kasebut. Yen campurane diowahi, spektrume geser, sanajan kandhutan total zat pewarna manut rasio pengenceran sing linear.

Monomer lan dimer nyerep kanthi beda

Bayangake monomer minangka kertu rata kanthi muatan positif sing sumebar ing saindhenging sistem cincine. Rong kertu kaya mangkono bisa numpuk adhep-adhepan. Muatan positif padha tolak-menolak, nanging permukaan aromatik sing rata padha tarik-menarik liwat interaksi tumpukan, lan banyu sarta ion lawan ing sakupenge ngurangi gaya tolak kasebut. Asile yaiku pasangan sing kaiket kanthi kahanan elektronik sing dienggo bebarengan. Transisi sing diidini dumunung ing energi sing luwih dhuwur tinimbang transisi monomer, mula pita dimer katon ing dawa gelombang sing luwih cendhak tinimbang pita monomer, dene agregat sing luwih gedhe menehi kontribusi luwih menyang sisih biru minangka pundhak spektrum.

Ing konsentrasi sing sithik banget ing banyu resik, monomer dominan lan pita dawa gelombang dawa uga dominan. Nalika konsentrasi total mundhak, bagean wujud pasangan saya gedhe lan pita dawa gelombang cendhak saya gedhe relatif marang pita kapisan. Mula, rasio rong pita kasebut nuduhake komposisi campuran, ora langsung nuduhake konsentrasi total. Pangukuran ing siji dawa gelombang ora bisa misahake loro kasebut tanpa asumsi ngenani wujud sing ana.

Iki sebabe spektrum rujukan kudu tansah diiringi katrangan kahanane. Rujukan spektral metilena biru nyathet posisi pita ing tabel bebarengan karo pelarut, latar uyah, pH, suhu, lan rentang konsentrasi sing ngasilake pita kasebut. Yen sawijining puncak dikutip tanpa kahanan kasebut, angka kasebut ora diwenehi katrangan sing cukup. Rong laboratorium bisa padha-padha bener ngenani spektrum sing beda saka zat pewarna sing padha amarga padha ngukur campuran sing beda.

Bab sing nggeser kasetimbangan

Konsentrasi minangka faktor utama. Pembentukan dimer mbutuhake rong monomer ketemu, mula bageane mundhak luwih cepet tinimbang kenaikan linear zat pewarna total. Konstanta dimerisasi ing banyu sing dilapurake ana ing kisaran ewonan per molar ing suhu cedhak suhu kamar, mula bagean dimer mundhak kanthi tajem ing rentang micromolar. Pencocokan model global sing jembar, saka zat pewarna micromolar nganti millimolar, nemokake kontribusi tetramer sing wis ora nol ing ngisor 34 micromolar. Iki menehi pepeling supaya ora langsung percaya marang pencocokan model sing diwatesi mung rong spesies ing konsentrasi puluhan micromolar. Fraksi sing pas gumantung marang medium, mula artikel iki menehi arah owah-owahan tinimbang tabel konversi universal.

Uyah minangka faktor kapindho. Ion sing larut ngurangi gaya tolak antarane rong kation, mula tambahan natrium klorida lan elektrolit sing padha nyurung campuran menyang dimer lan agregat ing konsentrasi zat pewarna sing padha. Efek iki katon ing panaliten agregasi metilena biru ing medium larutan uyah lan banyu, sing ngukur zat pewarna saka udakara 1 micromolar nganti 3.4 millimolar ing rentang natrium klorida 0 nganti 0.15 molar. Ing pencocokan model kasebut, fraksi tetramer tekan udakara 0.93 ing kahanan zat pewarna dhuwur lan uyah dhuwur. Mula, spektrum sing direkam ing banyu lan sing direkam ing larutan uyah fisiologis ora bisa dadi standar sing saling ngganteni.

Suhu nggeser menyang arah kosok balene. Penumpukan ngeculake banyu sing kaiket lan dilawan dening gerakan termal, mula angetake larutan biasane misahake sawetara dimer bali dadi monomer, dene pendinginan ndhukung asosiasi. Entalpi disosiasi saka pencocokan model nduweni nilai negatif, udakara minus 30 kilojoules per mole ing rentang 282 nganti 333 kelvin, sing negesake asosiasi eksotermik. Sampel adhem sing langsung diukur sawise metu saka kulkas bisa katon luwih akeh agregate tinimbang sampel sing padha sawise suhu disetimbangake karo suhu kamar.

Pelarut nemtokake kahanan dhasar. Banyu, kanthi efek hidrofobik sing kuwat, nyengkuyung kation zat pewarna sing rata supaya numpuk. Alkohol kayata etanol lan metanol luwih apik anggone nyolvasi cincin lan mecah agregat, mula ing konsentrasi zat pewarna sing padha, larutan ing etanol katon luwih akeh monomere tinimbang ing banyu. Kopelarut aprotik uga nduweni efek sing padha: ing campuran banyu lan DMSO ing 293 kelvin, tambahan DMSO nyuda dimerisasi, sing nuduhake yen struktur banyu minangka pendorong penumpukan. Surfaktan kudu digatekake kanggo loro arah efek kasebut. Ing ndhuwur konsentrasi misel kritis, misel bisa nglarutake monomer siji-siji lan mbalekake spektrum sing kaya monomer. Ing ngisor titik kasebut, surfaktan kanthi muatan kosok balen malah bisa nyengkuyung penumpukan: ing zat pewarna 100 micromolar, polimerisasi sing didorong SDS tekan puncak cedhak SDS 4 millimolar, udakara separo titik pembentukan misel, sadurunge ana redistribusi ing kadar surfaktan sing luwih dhuwur. Panaliten ngenani efek zat pewarna-pelarut lan medium terorganisasi marang spektrum metilena biru nuduhake sepira kuwat lingkungan molekuler sing langsung ngubengi zat pewarna, ora mung konsentrasi sakabehe larutan, anggone nemtokake pita sing diamati.

pH utamane nduweni pengaruh ing kahanan ekstrem. Ing rentang cedhak netral sing digunakake ing akeh pakaryan laboratorium, metilena biru tetep ing wujud biru kationik sing umum, lan agregasi dominan anggone nemtokake owah-owahan spektrum. Asam utawa basa kuwat, kimia redoks sing ngasilake wujud leuko tanpa warna, utawa ikatan karo protein lan partikel, saben-saben nambah kahanan liyane saliyane pasangan monomer-dimer. Nalika spektrum owah sawise ditambahi larutan penyangga, priksa komposisi penyangga kanggo mangerteni uyah lan komponen pangikate sadurunge nganggep kabeh owah-owahan mung disebabake pH. Rujukan kimia lan protonasi misahake pitakon ngenani identitas iki saka pitakon agregasi sing dirembug ing kene.

Napa garis lurus Beer-Lambert mlengkung

Hubungan Beer-Lambert nyatakake yen absorbansi padha karo absorptivitas dikalikan konsentrasi dikalikan dawa lintasan. Iki minangka hukum cacah. Hukum iki nganggep obyek sing dicacah tetep padha nalika cacahe owah: siji spesies sing nyerep, spektrum tetep, ora ana owah-owahan kimia amarga konsentrasi, cahya pangukuran monokromatik, ora ana hamburan utawa emisi maneh, lan cahya pancen ngliwati lintasan sing kasebut.

Agregasi nglanggar asumsi kapisan. Sacara formal, absorbansi total tetep minangka jumlah kontribusi kabeh spesies: dawa lintasan dikalikan absorptivitas saben spesies dikalikan konsentrasi spesies kasebut dhewe. Saben spesies manut hukum kasebut. Campurane ora, amarga konsentrasi saben spesies minangka fungsi nonlinear saka zat pewarna total. Mula, kurva kalibrasi absorbansi ing pita monomer marang zat pewarna total wiwitane lurus ing wates encer lan mlengkung mudhun nalika konsentrasi mundhak, amarga saben tambahan ngasilake monomer kanthi proporsi sing saya sithik. Kurva sing diwaca ing pita dimer mlengkung menyang arah kosok balene. Panaliten agregasi nemtokake mekanisme iki minangka sumber panyimpangan Lambert-Beer sing diamati. Nyocogake garis lurus liwat wilayah sing mlengkung banjur ngekstrapolasi garis kasebut minangka kesalahan sing umum. Garis kasebut mung sah ing rentang lan matriks sing digunakake nalika nggawe garis kasebut.

Pengenceran nggawe jebakan sing gegandhengan. Ngencerake larutan stok pekat supaya mlebu rentang instrumen ora njaga rasio spesies. Larutan ing kuvet sing wis diencerake mbentuk kasetimbangan maneh menyang monomer, mula spektrume kanthi bener nggambarake sampel encer nanging ora nggambarake larutan stok kanthi bener. Ngetung bali spektrum larutan stok kanthi nggedhekake nilai absorbansi miturut faktor skala mung mbalekake perkiraan kandhutan total yen kalibrasi wis nggatekake owah-owahan kasebut. Cara iki ora nate mbalekake wujud pita asli. Sapa wae sing mbandhingake spektrum larutan pekat karo rujukan encer sejatine mbandhingake rong campuran sing beda.

Dawa lintasan minangka bagean saka asil

Absorbansi mundhak miturut jarak sing diliwati cahya ing sampel. Kuvet 10 mm menehi absorbansi sepuluh kaping luwih gedhe tinimbang kuvet 1 mm sing ngemot larutan sing padha. Penskalaan iki mung pas kanggo larutan sing padha, lan amarga agregasi, syarat iki dadi wigati.

Ing praktik, dawa lintasan minangka piranti kanggo njaga pangukuran tetep ana ing rentang sing sah. Lintasan dawa menehi sensitivitas kanggo larutan encer sing umume awujud monomer. Lintasan cendhak njaga sampel pekat tetep ing skala pangukuran tanpa langkah pengenceran gedhe sing bakal nyetel maneh kasetimbangan. Program panaliten agregasi sing ngasilake angka ing ndhuwur nindakake cara iki: sel 1 centimeter kanggo zat pewarna 1.1 nganti 34 micromolar, lan sel 0.01 centimeter kanggo 94 micromolar nganti 3.4 millimolar. Dudukan mikrovolume lan piranti pamaca pelat nambah geometri dhewe, kanthi lintasan cendhak sing kadhangkala bisa owah lan permukaan sing bisa ngadsorpsi zat pewarna kationik. Lapurake dawa lintasan bebarengan karo angka pangukuran, kaya rujukan spektral sing nglapurake pelarut lan uyah. Absorbansi tanpa dawa lintasan dudu asil. Iku mung kabar sing ora bisa diverifikasi.

Disiplin pangukuran adhedhasar mekanisme kasebut. Setimbangake kabeh sampel menyang siji suhu sadurunge diwaca. Gunakake jinis lan orientasi kuvet sing padha, blanko sing cocog lan ngemot latar uyah sarta penyangga sing padha, lan piranti kaca sing resik, amarga metilena biru ngadsorpsi ing kaca lan plastik, lan kuvet sing kena noda nyimpen sisa sampel pekat sadurunge. Tindakake pangukuran sanalika sawise nyiyapake sampel nalika kinetika agregasi nduweni pengaruh, lan gawe saben kurva kalibrasi ing matriks lan dawa lintasan sing padha karo sampel sing konsentrasine durung dingerteni. Kanggo pamriksa visual, elinga yen mripat dudu spektrometer sing apik. Apa warna larutan bisa nemtokake kemurnian minangka pitakon kapisah sing wangsulane ora, lan owah-owahan corak warna amarga agregasi minangka salah siji sebabe.

Diagram kanggo diselehake ing jejere instrumen

Gambar ing ngisor iki ngringkes artikel dadi siji rujukan ing meja laboratorium. Telung larutan ngemot zat pewarna sing padha nanging beda konsentrasi total lan latar uyahe. Spektrum skematike nuduhake bagean pita monomer kanthi dawa gelombang dawa saya suda lan bagean pita dimer kanthi dawa gelombang luwih cendhak saya mundhak nalika penumpukan saya akeh. Kahanan dicithak ing gambar amarga tanpa katrangan kasebut, kurva ora bisa digunakake maneh. Kanggo posisi pita sing diukur ing kahanan sing kasebut, gunakake rujukan spektral. Kanggo mangerteni carane zat pewarna mlebu sel sawise ana ing larutan, delengen mlebune menyang sel liwat reduksi lan partisi. Kanggo mangerteni carane dosis cahya lan geometri luwih mengaruhi asil pangukuran fotokimia, delengen paparan cahya lan geometri pangukuran.

Paugeran sing kudu dienggo nduweni rong bagean. Spektrum ngenali campuran sing ana ing kuvet ing kahanan sing kasebut. Mung kalibrasi sing digawe ing kahanan sing padha sing bisa ngowahi absorbansi dadi konsentrasi total.