طريقة صناعة الصابون السائل باحترافية وجودة عالية

مطيافية الأمتصاص | قانون بير (العلاقة بين الأمتصاص والتركيز)

هناك مجموعة من التعابير المستخدمة في مطيافية الإمتصاص والتي يجب معرفتها وهي :

النفوذية

كما نرى في الصورة حزمة من الأشعة المتوازية قبل وبعد مرورها من محلول سماكته b سم وتركيزه c لنوع ماص ، ونتيجة للتفاعل بين الفوتونات والجسيمات الماصة ، فإن شدة الحزمة تنقص من p0 إلى p .

يعبر عن النفوذية T بأنها الجزء من الأشعة الساقطة التي مرت خلال المحلول.

T = p/p0

ويعبر عنها دوما كنسبة مئوية .

الأمتصاص

يعرف الأمتصاص A لمحلول بالمعادلة :

A = -logT = log p0/p

ويلاحظ بأن امتصاص المحلول يزداد مع تناقص شدة الحزمة الضوئية العابرة للمحلول .

قانون بير - العلاقة بين الامتصاص والتركيز

تسمى العلاقة بين الإمتصاص A وتركيز المحلول C بقانون بير ويكتب على الشكل  :

Α = log (p0/p ) = a b c

• حيث a ثابت الأمتصاصية .
• وb طول ممر الإشعاع خلال الوسط الماص .

وبما أن الإمتصاص هو كمية ليس لها واحدة ، فيجب أن تكون واحدة الأمتصاصية بحيث تلغى واحدات c و b .

لذا فعندما يعطى التركيز بمول في الليتر وb بالسنتمتر  تدعى عندئذ بالأمتصاصية الجزيئية ويصبح له الرمز ε وهكذا فإن :

A = ε b c

حيث واحدات ε هي mol-1  cm-1 L .

القياس التجريبي للنفوذية والأمتصاص

لايمكن قياس النفوذية والإمتصاص في المخبر نظرا لأن المحلول سيكون موجودا في وعاء اذ لابد من فعل متبادل بين الاشعة وجدران الوعاء مما يؤدي إلى ضياع في شدة الأشعة عند كل سطح نتيجة الأنعكاس وربما بسبب الأمتصاص .

يكون الضياع بالأنعكاس كبيرا فمثلا يضيع حوالي 8.5% من شدة حزمة ضوء اصفر بالأنعكاس عندما تمر هذه الحزمة عموديا خلال كأس مملوء بالماء ، وبالإضافة إلى الضياع بالأنعكاس فإن شدة حزمة الأشعة تضعف الأنتثار بواسطة الجزيئات الكبيرة أو عدم التجانس في المحلول ، لذا وللتعويض عن هذه التأثيرات تتم مقارنة شدة الحزمة النافذة خلال خلية تحوي المحلول الماص مع خلية مماثلة تحوي المحل فقط .

يعرف عندئذ الأمتصاص التجريبي بالمعادلة :

A= log pمحل /pمحلول = log p0/p

حيث p0 هي شدة الإشعاع بعد مرورها في خلية تحوي المحل فقط .

وp هي شدة الإشعاع بعد مرورها في خلية مماثلة تحوي محلول العينة .

يخضع هذا الأمتصاص التجرببي إلى قانون بيير وهو يقارب الأمتصاص الحقيقي .

تطبيق قانون بير على مزائج

يطبق قانون بير على محاليل تحوي أكثر من نوع من مادة ماصة ، شريطة ألا يحدث تفاعل تبادلي بين مختلف الأنواع ، هكذا يكون مجموع الأمتصاص لجملة متعددة المكونات على الشكل :

Α = A1 + A2 + .....+ An = ε1 b c1 + ε2 b c2 + εn b cn

حيث يشير الدليل إلى المكونات الماصة n......1,2

محدودية تطبيق قانون بير

• إن العلاقة الخطية بين الإمتصاص وطول الممر عند تركيز ثابت لمادة ماصة صحيح دوما ، ولايعرف لها أي استثناء ، بينما يلاحظ وجود انحراف عن العلاقة المباشرة بين الأمتصاص  والتركيز عند طول ممر ثابت .
• بعض هذه الإنحرافات أساسي ويشكل محدودية حقيقية في تطبيق قانون بير ، بينما تحدث انحرافات أخرى نتيجة أسلوب قياس الإمتصاص (انحرافات جهازية) أو نتيجة تغير كيميائي يتعلق بتغير التراكيز (أنحرافات كيميائية) .

المحدوديات الحقيقية

• ينجح قانون بير في وصف سلوك الإمتصاص لمحاليل ممددة فقط ولذا هو قانون محدد ، أما في المحاليل المركزة (عادة أعلى من 0.01M) فتصغر المسافة بين جسيمات الأنواع الماصة لدرجة أن كل جسيمة ستؤثر على توزع شحنات جيرانها مما يؤدي إلى عدم تمكن الجسيمات من امتصاص أطوال موجية معينة من الأشعاع وبما أن هذا التفاعل التبادلي بين الجسيمات يعتمد على التركيز فهذا يسبب انحرافا عن العلاقة الخطية بين الأمتصاص والتركيز .
• ويمكن مصادفة الحالة نفسها في محاليل ممددة لماص يحوي تراكيز عالية من أنواع اخرى وخاصة الكهرليتات ، إذ ان قرب قرب الشوارد من الماص يغير الأمتصاصية الجزيئية له وذلك بالتفاعل التبادلي الكهرساكن مما يؤدي إلى الابتعاد عن قانون بير .
• وينشا البعد عن قانون بير أيصا ، لأن الامتصاصية الجزيئية تعتمد على قرينة أنكسار المحلول وهكذا اذا حصل تغير في تركيز المحلول يؤدي إلى تغير كبير في قرينة الإنكسار للمحلول فسيلاحظ ابتعاد عن قانون بير ، وعموما هذا التأثير صغير وليس ذو أهمية في تراكيز أقل من 0.01M .

الانحرافات الكيميائية

• تظهر أنحرافات واضحة عن قانون بير عندما يحدث في العينة ارتباط أو انحلال أو تفاعل مع المحل لتعطي نواتج ذات خصائص أمتصاصية تختلف عن تلك العينة .
• ويمكن توقع مدى هذه الانحرافات من الامتصاصية الجزيئية للأنواع الماصة ومن ثوابت التوازن للتفاعل الحادث .