معامل الامتصاص المولي

في الكيمياء ، يُعدّ معامل الامتصاص المولي أو معامل التوهين المولي ( ε ) ^{[ 1 ]} مقياسًا لمدى قوة امتصاص نوع كيميائي للضوء ، وبالتالي توهينه ، عند طول موجي مُحدد . وهو خاصية جوهرية لهذا النوع. ^{وحدة النظام} الدولي للوحدات لمعامل الامتصاص المولي هي المتر المربع لكل مول ( م² /مول ) ^، ولكن عمليًا، تُعبّر الكميات عادةً بوحدات مول⁻¹ ^سم⁻¹ أو لتر ^مول⁻¹ سم⁻¹ (الوحدتان الأخيرتان تُساويان 0.1 م² ^/ مول ). في المراجع القديمة، يُستخدم أحيانًا سم²/مول؛ ^حيث يُساوي 1 ^مول⁻¹ سم⁻¹ ¹⁰⁰⁰ سم² / ^مول . يُعرف معامل الامتصاص المولي أيضًا باسم معامل الانقراض المولي ومعامل الامتصاص المولي ، ولكن الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC) قد ثبط استخدام هذه المصطلحات البديلة . ^{[ 2 ] [ 3 ]} 

يعتمد امتصاص مادة تحتوي على نوع واحد فقط من المواد الماصة أيضًا على طول المسار وتركيز هذا النوع، وفقًا لقانون بير-لامبرت.

${\displaystyle A=\varepsilon c\ell ,}$

أين

• ε هو معامل الامتصاص المولي لتلك المادة؛
• يمثل c التركيز المولي لتلك الأنواع؛
• ℓ هو طول المسار.

تختلف الاصطلاحات بين التخصصات المختلفة فيما يتعلق بتحديد ما إذا كان الامتصاص عشريًا (مبنيًا على 10) أو نيبيريًا (مبنيًا على e)، أي ما إذا كان يُعرَّف بالنسبة إلى النفاذية باستخدام اللوغاريتم العشري (log ₁₀ ) أو اللوغاريتم الطبيعي (ln). عادةً ما يكون معامل الامتصاص المولي عشريًا. ^{[ 1 ] [ 4 ]} عند وجود لبس، من المهم تحديد أيهما ينطبق.

عندما يكون هناك N نوعًا ما من المواد الماصة في المحلول، فإن الامتصاص الكلي هو مجموع امتصاص كل نوع على حدة i :

${\displaystyle A=\sum _{i=1}^{N}A_{i}=\ell \sum _{i=1}^{N}\varepsilon _{i}c_{i}.}$

يمكن تحديد تركيب خليط من N نوعًا ما من المواد الماصة للضوء بقياس الامتصاص عند N طول موجي (مع ضرورة معرفة قيم معامل الامتصاص المولي لكل نوع عند هذه الأطوال الموجية). عادةً ما تُختار الأطوال الموجية التي تحقق أقصى امتصاص (قيم الامتصاص القصوى) لكل نوع على حدة. لا يمكن أن يكون أي من هذه الأطوال الموجية نقطة تساوي الامتصاص لزوج من الأنواع. يمكن حل مجموعة المعادلات الآنية التالية لإيجاد تركيز كل نوع من المواد الماصة للضوء:

${\displaystyle {\begin{cases}A(\lambda _{1})=\ell \sum _{i=1}^{N}\varepsilon _{i}(\lambda _{1})c_{i},\\\ldots \\A(\lambda _{N})=\ell \sum _{i=1}^{N}\varepsilon _{i}(\lambda _{N})c_{i}.\\\end{cases}}}$

يرتبط معامل الامتصاص المولي (بوحدات M ⁻¹ cm ^{−1 ) بشكل مباشر} بمقطع التوهين (بوحدات cm ² ) عبر ثابت أفوجادرو N _A : ^{[ 5 ]}

${\displaystyle \sigma =\ln(10){\frac {10^{3}}{N_{\text{A}}}}\varepsilon \approx 3.82353216\times 10^{-21}\,\varepsilon .}$

معامل امتصاص الكتلة يساوي معامل الامتصاص المولي مقسومًا على الكتلة المولية للأنواع الممتصة.

ε _m = ε ⁄ M

أين

• ε _m = معامل امتصاص الكتلة
• ε = معامل الامتصاص المولي
• M = الكتلة المولية للأنواع الممتصة

في الكيمياء الحيوية ، يعتمد معامل الامتصاص المولي للبروتين عند 280 نانومتر بشكل شبه حصري على عدد البقايا العطرية، وخاصة التربتوفان ، ويمكن التنبؤ به من تسلسل الأحماض الأمينية . ^{[ 6 ]} وبالمثل، يمكن التنبؤ بمعامل الامتصاص المولي للأحماض النووية عند 260 نانومتر بمعرفة تسلسل النيوكليوتيدات.

إذا كان معامل الامتصاص المولي معروفًا، فيمكن استخدامه لتحديد تركيز البروتين في المحلول.

• يتضمن كتاب Nikon MicroscopyU: Introduction to Fluorescent Proteins جدولًا لمعامل التوهين المولي للبروتينات الفلورية .