Absorbans: Bir çözeltinin absorbansı aşağıdaki denklem ile verilir.
Geçirmenin tersine, gelen ışın demetinin gücü arttıkça absorbans değeri de
artar.
Absorbtivite ve Molar Absorbtivite: Absorbans, ışının geçtiği ortamın yol
uzunluğu (path length) ve absorblayıcı taneciklerin konsantrasyonu ile
orantılıdır.
Denklem (3)’deki a orantı sabitidir ve
"absorbtivite" adı verilir. a’nın büyüklüğü b ve c için kullanılan
birimlere bağlıdır.
Şekil-1: Bir ışın demetinin
absorblayıcı çözeltiden geçerken zayıflaması
Konsantrasyon mol/lt ve hücre (cell) kalınlığı cm olarak
alındığında, absorbtiviteye "molar absorbtivite" denir, ve e harfi ile gösterilir. Bu durumda absorbans
ifadesi aşağıdaki şekli alır.
A = e b c (4)
P ve P0’ın Deneysel Olarak Ölçülmesi: Denklem (1) ve (2) kimyasal
analizlerde doğrudan uygulanamazlar. P ve P0 'ın ölçülmesi, test
edilen çözeltinin bir kap içinde bulunması zorunluluğu nedeniyle doğru olarak
yapılamaz. Işın ile numune kabının duvarları arasındaki etkileşim sonucunda,
her iki yüzeyde de yansıma ve absorpsiyon yoluyla kayıplar olur. Ayrıca, ışın demeti
çözeltiden geçerken büyük moleküllerin neden olduğu saçılma olayıyla da
gücünden kaybeder. Yansıma kayıpları da önemli miktarlarda olabilir; örneğin
görünür ışın havadan cama veya camdan havaya dikey olarak geçerken yansıma
kaybı % 4 dür. Bu etkileri gidermek için, P ve P0 ölçümlerinde
birbirinin aynı olan iki kap kullanılır. Bunlardan absorblayıcı çözeltinin
bulunduğu kaptan geçen ışının gücü P olarak, sadece çözücünün bulunduğu kaptan
geçen ışının gücü de P0 olarak ölçülür. Böylece gelen ışının kap duvarları
nedeniyle uğrayacağı kayıplar her iki halde de aynı olacağından P0/P
oldukça doğru olarak ölçülür; gerçek absorbansa çok yakın olan deneysel denklem
aşağıdaki gibi yazılabilir.
Geçirgenlik (Transmittans) ve Absorbans
Ölçülmesi: Geçirgenlik ve
absorbans ölçmelerinin yapıldığı bir enstrumanın dedektörünün elektrik çıkışı G
aşağıdaki denklemle verilir. K’, transdusere ışın çarpmadığı zamanki "kara
akım (dark current)", K orantı sabitidir.
G = KP + K’ (5)
Dedektörden çıkan elektrik enerjisi sinyalleri okuyucuya
(veya kaydediciye) gelir. Bu tip enstrumanların çoğunda okuyucu skalası
doğrusaldır ve T, % 0-100 aralığında olacak şekilde geçirgenlik değerine göre
kalibre edilmişlerdir.
Geçirgenlik değerinin ölçülmesi üç kademede gerçekleşir. İlk
olarak gelen ışın demetinin önüne bir kapak (engel) konularak dedektöre girmesi
önlenir ve bu halde okuyucu ibresi sıfıra ayarlanarak gelen elektrik sinyalleri
giderilir; bu kademeye "ölü akım" veya "T=% 0 ayarı" denir.
Bundan sonra ışın demetinin önünden kapak kaldırılır ve
ışının içinde çözücü bulunan hücreden geçmesi sağlanır ve okuyucu ibresi 100'e
ayarlanır; bu kademe "T = %100 ayarı"dır; bu ayarlamayla kaynağın
çıkış gücü elektriksel olarak artırılmış veya azaltılmıştır. Alternatif olarak,
ayarlanabilir bir diyafram (veya bir kafes) veya optik takoz kullanılarak da
ışın demetinin gücü değiştirilebilir. İkinci kademede yapılan ayarlamadan sonra
Denklem(5) aşağıdaki gibi yazılabilir.
G0 = 100 = K P0
+ 0.00
Ölçme işleminin son kademesinde solvent hücresi çıkarılarak
yerine örnek hücresi konur. Okuyucudan alınan değer,
G = KP + 0.00 G = P / P0 x 100 = T x
100
eşitliği çıkarılır. Geçirgenlik yüzdesi doğrudan okuyucudan
gözlenir. Absorpsiyon skalası da aynı cihaz üzerinde bulunabilir.
Tablo-1: Absorpsiyon Ölçmelerinde Bazı Terimler ve Semboller
Terim, Sembol (ASTM)
|
Tanım
|
Alternatif terim, sembol
|
Işın gücü, P, P0
|
Işının enerjisi, erg
|
Işının şiddeti, I, I0
|
Absorbans, A
|
log P0/P
|
Optik yoğunluk, D, Sönme, E
|
Geçirgenlik, T
|
P/P0
|
Geçme, T
|
Işın yolu, b, cm
|
-
|
I, d
|
Absorbtivite, a, g/L
|
A / b c
|
Sönme katsayısı, k
|
Molar absorb-tivite, mol/L
|
A / b c
|
Molar sönme ketsayısı
|
