
【化】 molar absorptivity
摩尔吸光系数(Molar Absorption Coefficient)是光谱学中用于量化物质对特定波长光吸收能力的关键参数,其英文对应词为"Molar Extinction Coefficient"或"Molar Absorptivity"。根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)的定义,该系数用符号$varepsilon$表示,单位为$text{L·mol}^{-1}text{·cm}^{-1}$,其物理意义为:当吸光物质浓度为1 mol/L、光程为1 cm时溶液的吸光度值。
在比尔-朗伯定律的数学表达式中: $$ A = varepsilon cdot c cdot l $$ 其中$A$为吸光度,$c$为溶液浓度(mol/L),$l$为吸收池光程长度(cm)。该系数的大小直接反映物质的吸光能力,通常与分子内部的电子跃迁概率相关。美国国家标准与技术研究院(NIST)指出,具有大共轭体系的有机分子(如叶绿素、血红蛋白)往往表现出更高的$varepsilon$值,可达$10$量级。
实验测定时需注意:该系数具有波长依赖性,最大吸收波长($lambda_{text{max}}$)对应最大$varepsilon$值。英国皇家化学会(RSC)的实验指南强调,精确测量需控制溶剂种类、温度和仪器基线校准等条件。例如水溶液中亚硝酸根离子在355 nm处的$varepsilon$值为23.0 L·mol⁻¹·cm⁻¹。
该参数在分析化学中具有重要应用价值,世界卫生组织(WHO)的水质检测标准方法中,常基于已知$varepsilon$值建立分光光度法的定量分析模型。对于未知化合物,可通过标准曲线法结合朗伯-比尔定律反推其摩尔吸光系数。
摩尔吸光系数(Molar Absorption Coefficient,符号为$varepsilon$)是描述物质对特定波长光吸收能力的核心参数,其定义、物理意义及相关特性如下:
基本定义
当溶液的浓度为1 mol/L、光程(吸收池厚度)为1 cm时,物质在特定波长下测得的吸光度值即为摩尔吸光系数。其计算公式为:
$$
A = varepsilon cdot b cdot c
$$
其中,$A$为吸光度,$b$为光程(cm),$c$为浓度(mol/L)。$varepsilon$的单位为$rm L cdot mol^{-1} cdot cm^{-1}$。
与吸光系数的关系
当浓度以克/升表示时,$varepsilon$等于吸光系数$a$与物质分子量$M$的乘积,即$varepsilon = a cdot M$。
灵敏度指标
$varepsilon$越大,表明物质对光的吸收能力越强,分光光度法的检测灵敏度越高。例如,$varepsilon > 10$时属于高灵敏度反应。
特征常数
$varepsilon$是物质的固有属性,与浓度和光程无关,但受入射光波长、温度、溶剂等因素影响。在最大吸收波长($lambda{max}$)处的$varepsilon{max}$代表该物质的最大吸光能力。
应用场景
实验条件
定律基础
基于比尔-朗伯定律($A = varepsilon cdot b cdot c$),要求溶液均匀、单色光入射,否则可能因化学平衡(如离解)或光学干扰(如散射光)导致偏离。
若某溶液在$lambda_{max}=450 rm nm$时测得$A=0.8$,光程$b=1 rm cm$,浓度$c=0.02 rm mol/L$,则: $$ varepsilon = frac{A}{b cdot c} = frac{0.8}{1 times 0.02} = 40 rm L cdot mol^{-1} cdot cm^{-1} $$
摩尔吸光系数是分光光度法中的关键参数,直接关联检测灵敏度和分析准确性。实际应用中需结合实验条件优化,并参考权威数据表中的$varepsilon$值。
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