अवशोषकता से पथ लंबाई कैलकुलेटर क्या करता है
यह कैलकुलेटर बीयर-लैम्बर्ट नियम को पुनर्व्यवस्थित करके उस प्रकाशीय पथ लंबाई (l) को हल करता है जिससे होकर प्रकाश नमूने से गुजरता है। मापी गई अवशोषकता, अवशोषक स्पीशीज़ की मोलर अवशोषणीयता और विलयन की सांद्रता दिए जाने पर यह क्युवेट या सेल की पथ लंबाई सेंटीमीटर में लौटाता है। यह सामान्य "सांद्रता ज्ञात करें" समस्या का व्युत्क्रम है और क्युवेट की ज्यामिति जाँचने, किसी कस्टम फ्लो सेल को सत्यापित करने, या ऐसे प्रयोग को उलटकर हल करने में उपयोगी है जिसमें पथ लंबाई अज्ञात राशि हो।
इसका उपयोग कैसे करें
तीन मान दर्ज करें: अवशोषकता (A, आपके स्पेक्ट्रोफोटोमीटर से मिली एक विमाहीन रीडिंग), मोलर अवशोषणीयता (ε, जिस तरंगदैर्ध्य पर आपने मापा उस पर L·mol⁻¹·cm⁻¹ में) और सांद्रता (c, mol/L में)। कैलकुलेटर अवशोषकता को ε और c के गुणनफल से भाग देता है और पथ लंबाई सेंटीमीटर में बताता है, साथ ही सुविधा के लिए मिलीमीटर में रूपांतरण भी देता है। सुनिश्चित करें कि ε और c उसी तरंगदैर्ध्य और उन्हीं इकाइयों के लिए दिए गए हों जिनसे A प्राप्त किया गया था।
सूत्र की व्याख्या
बीयर-लैम्बर्ट नियम कहता है कि अवशोषकता, मोलर अवशोषणीयता, सांद्रता और पथ लंबाई का गुणनफल होती है:
$$A = \varepsilon \, c \, l$$
पथ लंबाई के लिए हल करने पर मिलता है:
$$l = \frac{A}{\varepsilon \, c}$$
यहाँ A विमाहीन है, ε की इकाई L·mol⁻¹·cm⁻¹ है और c mol/L में है, इसलिए गुणनफल ε·c की इकाई cm⁻¹ होती है और l सेंटीमीटर में आता है। यह नियम एकवर्णी प्रकाश और एक तनु, अप्रकीर्णक विलयन मानता है जिसमें अवशोषकता लगभग रैखिक बनी रहती है, आमतौर पर तब जब A लगभग 1 से कम हो।
हल किया गया उदाहरण
मान लीजिए किसी विलयन की अवशोषकता A = 0.63 है, ऐसी तरंगदैर्ध्य पर जहाँ मोलर अवशोषणीयता ε = 6300 L·mol⁻¹·cm⁻¹ है, और सांद्रता c = 0.0001 mol/L (1 × 10⁻⁴ M) है। पथ लंबाई है:
$$l = \frac{0.63}{6300 \times 0.0001} = \frac{0.63}{0.63} = 1\ \text{cm}$$
परिणाम एक मानक 1 cm क्युवेट की पुष्टि करता है। यदि वही रीडिंग इसके बजाय A = 2.0 हो, ε = 20000 और c = 5 × 10⁻⁵ M के साथ, तो पथ लंबाई l = 2.0 / (20000 × 0.00005) = 2.0 / 1.0 = 2 cm होगी।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
पथ लंबाई किन इकाइयों में आती है? जब अवशोषकता विमाहीन हो, मोलर अवशोषणीयता L·mol⁻¹·cm⁻¹ में हो और सांद्रता mol/L में हो, तो पथ लंबाई सेंटीमीटर में आती है। कैलकुलेटर समतुल्य मान मिलीमीटर में भी दिखाता है।
मोलर अवशोषणीयता और सांद्रता शून्य से बड़ी क्यों होनी चाहिए? पथ लंबाई अवशोषकता को गुणनफल ε·c से भाग देकर निकाली जाती है। यदि ε या c में से कोई शून्य हो, तो वह गुणनफल शून्य हो जाता है और भाग अपरिभाषित हो जाता है, इसलिए दोनों धनात्मक वास्तविक संख्याएँ होनी चाहिए।
क्या यह रैखिक अवशोषकता सीमा से बाहर काम करता है? बीयर-लैम्बर्ट नियम केवल तनु, अप्रकीर्णक नमूनों के लिए विश्वसनीय है, आमतौर पर जब अवशोषकता लगभग 1 से नीचे हो। उच्च अवशोषकता पर पथभ्रष्ट प्रकाश और रासायनिक प्रभाव विचलन पैदा करते हैं, इसलिए बहुत उच्च A से निकाली गई पथ लंबाई गलत हो सकती है।
