Leitprogramm farbige Stoffe

3. Wir sperren π-Elektronen in einen Kasten
Aufgabe 3.2
a) Berechnen Sie die Anregungsenergie für ein Mol des folgenden
Cyanin-Farbstoffes (4,4'-Cyanine) für j = 1 und R = C2H5 (1,1'-
Diethyl-4,4'-carbocyaniniodid).
R N CH ( CH CH) +
j N R
b) Berechnen Sie die entsprechende Wellenlänge der absorbierten
Strahlung.
Mittlerer Bindungsabstand d = 1,39 . 10-10 m
3.3 Mit dem Spektralphotometer kann unser Modell überprüft werden
Mit einem Spektralphotometer kann Licht einer bestimmten Wellenlänge erzeugt und durch
eine Farbstofflösung geschickt werden. Das Spektralphotometer misst die Intensität des
Lichts vor und nach dem Durchgang durch die Farbstofflösung. Wird die Lichtintensität beim
Durchgang geschwächt, so absorbieren die Farbstoffmoleküle Licht dieser Wellenlänge.
Absorptionsspektrum: Bei der Aufnahme eines Absorptionsspektrums schickt man der
Reihe nach die verschiedenen Wellenlängen des sichtbaren Bereichs der elektromagnetischen
Strahlung durch die Farbstofflösung. Die vom Photometer gemessene Schwächung der
Lichtintensität, d.h. die Lichtabsorption, wird von einem Schreiber in Abhängigkeit von der
Wellenlänge aufgezeichnet. Die maximale Lichtabsorption findet man bei der Wellenlänge,
deren Energie der Anregungsenergie des Farbstoffmoleküls entspricht. Aus der experimentell
ermittelten Wellenlänge beim Absorptionsmaximum (λmax ) lässt sich somit die
Anregungsenergie berech-nen.
∆W exp = W Licht = hc
λ max
Gleichung (13) wird mit der Avogadro-Konstanten (NA = 6,02 . 1023 mol-1) multipliziert und
h = 6,626 . 10-34 Js und c = 2,998 . 108 ms-1 eingesetzt. Für λmax wird die Einheit nm
eingesetzt. Für die Umrechnung von J in kJ wird durch 1000 dividiert, für die Umrechnung
von m in nm mit 109 multipliziert.
(13)
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