Absorption und Durchlässigkeit sind zwei verwandte, aber unterschiedliche Größen in der Spektrometrie. Das Hauptunterschied zwischen Absorption und Durchlässigkeit ist das Die Absorption misst, wie viel einfallendes Licht absorbiert wird, wenn es sich in einem Material bewegt während Durchlässigkeit misst, wie viel Licht durchgelassen wird. Aufgrund der Art und Weise, wie sie definiert werden, sind die beiden nicht komplementäre Größen: d. H. Das direkte Hinzufügen der Durchlässigkeit zur Absorption ergibt nicht das gesamte einfallende Licht.
Wenn Licht ein Material durchläuft, wird es von Molekülen im Material absorbiert. Folglich nimmt die Lichtintensität exponentiell mit der Entfernung ab, wenn das Licht das Material durchläuft. Die Durchlässigkeit durch eine Probenlösung wird leicht durch Messen der Intensität von einfallendem und durchgelassenem Licht gemessen. Mit dem Transmissionswert kann dann die Extinktion der Probe berechnet werden.
Durchlässigkeit () ist ein Maß dafür, wie viel Licht eine Substanz durchläuft. Je höher die Lichtmenge ist, umso größer ist die Durchlässigkeit. Die Durchlässigkeit ist definiert als das Verhältnis der Intensität des einfallenden Lichts: der Intensität des durchgelassenen Lichts, d. H. Wenn die Intensität des einfallenden Lichts ist und die Intensität des durchgelassenen Lichts ist , dann
Manchmal kann dieser Bruchteil als Prozentsatz dargestellt werden, wo er als bezeichnet wird prozentuale Durchlässigkeit ().
Absorption () ist definiert als:
Folglich kann die Extinktion auch als prozentuale Durchlässigkeit angegeben werden:
Gemäß Bier-Lambert-Gesetz, Die Lichtabsorption ist, wenn sie durch eine Lösung geht, direkt proportional zur Weglänge des Lichts durch das Material () und die Konzentration (). Also können wir schreiben,
woher ist eine Konstante namens molares Absorptionsvermögen. Diese Konstante hat einen bestimmten Wert für eine bestimmte Substanz, vorausgesetzt, die Temperatur der Substanz und die Wellenlänge des durchgelassenen Lichts bleiben unverändert.
Dies ist eine äußerst nützliche Beziehung, die es ermöglicht, Konzentrationen unbekannter Lösungen durch Messen der Lichtabsorption durch eine Probe zu finden.
Wenn wir eine Lösung herstellen, Licht durchlassen und notieren, wie sich die Durchlässigkeit ändert, wenn wir die Konzentration der Lösung ändern (während die von Licht zurückgelegte Weglänge unverändert bleibt), ergibt sich eine exponentielle Beziehung zwischen Durchlässigkeit und Konzentration:
Transmission gegen Konzentration
Wenn wir jedoch die entsprechenden Extinktionswerte berechnen und dann eine Kurve von Extinktion gegen Konzentration darstellen, erhalten wir eine gerade Linie durch den Ursprung, wie durch das Beer-Lambert-Gesetz vorhergesagt:
Absorption vs. Konzentration
Wenn der Gradient dieses Diagramms ist , dann haben wir aus Beer-Lamberts Gesetz,
Dann können wir den Wert von berechnen die Länge verwenden durch welches Licht gegangen ist.
Sobald wir berechnet haben , Wir können es verwenden, um Konzentrationen unbekannter Lösungen der Substanz unter Verwendung der gleichen Anordnung zu messen (d. h. Temperatur, Wellenlänge des Lichts und Weglänge des Lichts gleich zu halten)..
In Labors a Spektrophotometer kann zur Messung der Lichtabsorption einer Probe verwendet werden.
Ein Spektrophotometer
Durchlässigkeit:
Absorption:
Durchlässigkeit: Sinkt exponentiell ab.
Absorption: Erhöht sich linear.
Durchlässigkeit: Die Werte liegen zwischen 0 und 1.
Absorption: Könnte Werte von 0 aufwärts annehmen.