একটি সমাধানের অপটিক্যাল ঘনত্ব নির্ধারণের জন্য তাত্ত্বিক ভিত্তি

2024 লেখক: Angel Austin | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-02 17:42

যেকোন কণা, তা অণু, পরমাণু বা আয়নই হোক না কেন, আলোর পরিমান শোষণের ফলে শক্তির উচ্চ স্তরে চলে যায়। প্রায়শই, স্থল অবস্থা থেকে উত্তেজিত অবস্থায় রূপান্তর ঘটে। এর ফলে বর্ণালীতে কিছু শোষণ ব্যান্ড উপস্থিত হয়।

বিকিরণের শোষণ এই সত্যের দিকে পরিচালিত করে যে যখন এটি একটি পদার্থের মধ্য দিয়ে যায়, তখন একটি নির্দিষ্ট আলোকীয় ঘনত্বের সাথে একটি পদার্থের কণার সংখ্যা বৃদ্ধির সাথে এই বিকিরণের তীব্রতা হ্রাস পায়। এই গবেষণা পদ্ধতিটি 1795 সালে ভি.এম. সেভারগিন দ্বারা প্রস্তাবিত হয়েছিল।

এই পদ্ধতিটি এমন প্রতিক্রিয়াগুলির জন্য সবচেয়ে উপযুক্ত যেখানে বিশ্লেষক একটি রঙিন যৌগে রূপান্তর করতে সক্ষম হয়, যা পরীক্ষার সমাধানের রঙের পরিবর্তন ঘটায়। এর আলো শোষণ পরিমাপ করে বা পরিচিত ঘনত্বের দ্রবণের সাথে রঙের তুলনা করে, দ্রবণে পদার্থের শতাংশ খুঁজে পাওয়া সহজ।

আলো শোষণের মৌলিক নিয়ম

ফটোমেট্রিক নির্ধারণের সারমর্ম হল দুটি প্রক্রিয়া:

• এনালাইটের স্থানান্তরশোষক যৌগ;
• পরীক্ষাকারী পদার্থের দ্রবণ দ্বারা এই একই কম্পনের শোষণের তীব্রতা পরিমাপ করা।

আলো শোষণকারী উপাদানের মধ্য দিয়ে যাওয়ার আলোর তীব্রতার পরিবর্তনও প্রতিফলন এবং বিক্ষিপ্ততার কারণে আলোর ক্ষতির কারণে ঘটবে। ফলাফলটিকে নির্ভরযোগ্য করার জন্য, একই স্তরের বেধে, অভিন্ন কিউভেটে, একই দ্রাবক সহ পরামিতিগুলি পরিমাপের জন্য সমান্তরাল অধ্যয়ন করা হয়। তাই আলোর তীব্রতা হ্রাস প্রধানত দ্রবণের ঘনত্বের উপর নির্ভর করে।

সমাধানের মধ্য দিয়ে যাওয়া আলোর তীব্রতা হ্রাসকে আলোক সংক্রমণ সহগ দ্বারা চিহ্নিত করা হয় (এটিকে এটির সংক্রমণও বলা হয়) T:

Т=I/I_{0, যেখানে:}

• I - পদার্থের মধ্য দিয়ে যাওয়া আলোর তীব্রতা;
• I_{0 - ঘটনা আলোর রশ্মির তীব্রতা।}

এইভাবে, ট্রান্সমিশন অশোষিত আলোর প্রবাহের অনুপাত দেখায় যা অধ্যয়নের অধীনে দ্রবণের মধ্য দিয়ে যায়। ইনভার্স ট্রান্সমিশন ভ্যালু অ্যালগরিদমকে বলা হয় দ্রবণের অপটিক্যাল ঘনত্ব (D): D=(-lgT)=(-lg)(I/I₀)=lg(I _{0 / আমি)।}

এই সমীকরণটি দেখায় কোন পরামিতিগুলি গবেষণার জন্য প্রধান। এর মধ্যে রয়েছে আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য, কিউভেটের পুরুত্ব, দ্রবণের ঘনত্ব এবং অপটিক্যাল ঘনত্ব।

বুগুয়ের-ল্যামবার্ট-বিয়ার আইন

এটি একটি গাণিতিক অভিব্যক্তি যা ঘনত্ব থেকে একরঙা আলোর প্রবাহের তীব্রতা হ্রাসের নির্ভরতা প্রদর্শন করেশোষক এবং তরল স্তরের পুরুত্ব যার মধ্য দিয়ে এটি পাস করা হয়:

I=I₀10^{-ε·С·ι, যেখানে:}

• ε - আলো শোষণ সহগ;
• С - একটি পদার্থের ঘনত্ব, mol/l;
• ι - বিশ্লেষণ করা সমাধানের স্তর পুরুত্ব, দেখুন

রূপান্তর করার পরে, এই সূত্রটি লেখা যেতে পারে: I/I₀ =10^{-ε·С·ι।}

আইনের সারমর্মটি নিম্নরূপ: একই যৌগের বিভিন্ন দ্রবণ সমান ঘনত্বে এবং কিউভেটের স্তর পুরুত্বে তাদের উপর পড়া আলোর একই অংশ শোষণ করে।

শেষ সমীকরণের লগারিদম গ্রহণ করে, আপনি সূত্রটি পেতে পারেন: D=εCι.

অবশ্যই, অপটিক্যাল ঘনত্ব সরাসরি দ্রবণের ঘনত্ব এবং এর স্তরের পুরুত্বের উপর নির্ভর করে। মোলার শোষণ সহগের শারীরিক অর্থ স্পষ্ট হয়ে যায়। এটি এক-মোলার দ্রবণের জন্য D এর সমান এবং 1 সেন্টিমিটার পুরুত্বের স্তর সহ।

আইন প্রয়োগে বিধিনিষেধ

এই বিভাগে নিম্নলিখিত আইটেমগুলি অন্তর্ভুক্ত রয়েছে:

1. এটি শুধুমাত্র একরঙা আলোর জন্য বৈধ৷
2. সহগ εটি মাধ্যমের প্রতিসরাঙ্ক সূচকের সাথে সম্পর্কিত, বিশেষ করে অত্যন্ত ঘনীভূত সমাধান বিশ্লেষণ করার সময় আইন থেকে শক্তিশালী বিচ্যুতি লক্ষ্য করা যায়।
3. অপটিক্যাল ঘনত্ব পরিমাপ করার সময় তাপমাত্রা অবশ্যই স্থির থাকতে হবে (কয়েক ডিগ্রির মধ্যে)।
4. আলোর রশ্মি অবশ্যই সমান্তরাল হতে হবে।
5. মাধ্যমের pH অবশ্যই ধ্রুবক হতে হবে।
6. আইনটি পদার্থের ক্ষেত্রে প্রযোজ্যযার আলো-শোষণ কেন্দ্র একই ধরনের কণা।

ঘনত্ব নির্ধারণের পদ্ধতি

এটি ক্রমাঙ্কন বক্ররেখা পদ্ধতি বিবেচনা করা মূল্যবান৷ এটি তৈরি করতে, পরীক্ষার পদার্থের বিভিন্ন ঘনত্বের সাথে সমাধানের একটি সিরিজ (5-10) প্রস্তুত করুন এবং তাদের অপটিক্যাল ঘনত্ব পরিমাপ করুন। প্রাপ্ত মান অনুযায়ী, D বনাম ঘনত্বের একটি প্লট প্লট করা হয়েছে। গ্রাফটি মূল থেকে একটি সরল রেখা। এটি আপনাকে পরিমাপের ফলাফল থেকে সহজেই একটি পদার্থের ঘনত্ব নির্ধারণ করতে দেয়৷

সংযোজনের একটি পদ্ধতিও রয়েছে। এটি আগেরটির তুলনায় কম ঘন ঘন ব্যবহার করা হয়, তবে এটি আপনাকে জটিল রচনার সমাধানগুলি বিশ্লেষণ করতে দেয়, যেহেতু এটি অতিরিক্ত উপাদানগুলির প্রভাবকে বিবেচনা করে। এর সারমর্ম হল মাঝারি Dx _{এর অপটিক্যাল ঘনত্ব নির্ধারণ করা, যার মধ্যে অজানা ঘনত্ব Сx} এর বিশ্লেষণ রয়েছে, একই সমাধানের বারবার বিশ্লেষণের সাথে, কিন্তু পরীক্ষার উপাদানের একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ সংযোজন (С_st)। C_x গণনা বা গ্রাফ ব্যবহার করে পাওয়া যায়।

গবেষণার শর্ত

ফটোমেট্রিক অধ্যয়নের জন্য একটি নির্ভরযোগ্য ফলাফল দেওয়ার জন্য, বেশ কয়েকটি শর্ত পূরণ করতে হবে:

• প্রতিক্রিয়া দ্রুত এবং সম্পূর্ণভাবে শেষ করতে হবে, বেছে বেছে এবং পুনরুত্পাদনযোগ্যভাবে;
• ফলিত পদার্থের রঙ অবশ্যই সময়ের সাথে স্থিতিশীল হতে হবে এবং আলোর ক্রিয়ায় পরিবর্তন হবে না;
• পরীক্ষার পদার্থটি একটি বিশ্লেষণাত্মক আকারে রূপান্তর করার জন্য যথেষ্ট পরিমাণে নেওয়া হয়;
• পরিমাপঅপটিক্যাল ঘনত্ব তরঙ্গদৈর্ঘ্যের পরিসরে সঞ্চালিত হয় যেখানে প্রাথমিক বিকারক এবং বিশ্লেষিত সমাধানের শোষণের পার্থক্য সবচেয়ে বেশি;
• রেফারেন্স সল্যুশনের আলো শোষণকে অপটিক্যাল জিরো বলে মনে করা হয়।