Coeficiente de absorción molar

Medida de la fuerza con la que una especie química absorbe una longitud de onda de luz determinada.

En química , el coeficiente de absorción molar o coeficiente de atenuación molar ( ε ) ^[1] es una medida de la fuerza con la que una especie química absorbe y, por lo tanto, atenúa , la luz en una longitud de onda dada . Es una propiedad intrínseca de la especie. La unidad SI del coeficiente de absorción molar es el metro cuadrado por mol ( m2 /mol ), pero en la práctica, las cantidades se expresan generalmente en términos de M ^{− 1⋅cm} − ¹ o L⋅mol ⁻ 1⋅cm ⁻¹ (las dos últimas unidades son ambas iguales a 0,1 m2 ^/ mol ). En la literatura más antigua, a veces se utiliza el cm2/mol; 1 M ^{− 1⋅cm} − ¹ equivale a 1000 cm2 ^/ mol. El coeficiente de absorción molar también se conoce como coeficiente de extinción molar y absortividad molar , pero la IUPAC ha desaconsejado el uso de estos términos alternativos . ^{[2] [3]}

Ley de Beer-Lambert

La absorbancia de un material que tiene sólo una especie absorbente también depende de la longitud del camino y de la concentración de la especie, según la ley de Beer-Lambert.

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

dónde

• ε es el coeficiente de absorción molar de ese material;
• c es la concentración molar de esas especies;
• ℓ es la longitud del camino.

Distintas disciplinas tienen diferentes convenciones en cuanto a si la absorbancia es decádica (basada en 10) o neperiana (basada en e), es decir, definida con respecto a la transmisión a través del logaritmo común (log ₁₀ ) o un logaritmo natural (ln). El coeficiente de absorción molar suele ser decádico. ^{[1] [4]} Cuando existe ambigüedad, es importante indicar cuál se aplica.

Cuando hay especies que absorben N en una solución, la absorbancia general es la suma de las absorbancias de cada especie individual i :

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

La composición de una mezcla de N especies absorbentes se puede determinar midiendo la absorbancia en N longitudes de onda (también se deben conocer los valores del coeficiente de absorción molar para cada especie en estas longitudes de onda). Las longitudes de onda elegidas son generalmente las longitudes de onda de máxima absorción (máximos de absorbancia) para las especies individuales. Ninguna de las longitudes de onda puede ser un punto isosbéstico para un par de especies. El conjunto de las siguientes ecuaciones simultáneas se puede resolver para encontrar las concentraciones de cada especie absorbente:

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

El coeficiente de absorción molar (en unidades de M ^-1 cm ^-1 ) está directamente relacionado con la sección transversal de atenuación (en unidades de cm ² ) a través de la constante de Avogadro N _A : ^[5]

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

Coeficiente de absorción de masa

El coeficiente de absorción de masa es igual al coeficiente de absorción molar dividido por la masa molar de la especie absorbente.

ε _m = ε ⁄ M

dónde

• ε _m = Coeficiente de absorción de masa
• ε = Coeficiente de absorción molar
• M = Masa molar de la especie absorbente

Proteínas

En bioquímica , el coeficiente de absorción molar de una proteína a 280 nm depende casi exclusivamente del número de residuos aromáticos, particularmente triptófano , y puede predecirse a partir de la secuencia de aminoácidos . ^[6] De manera similar, el coeficiente de absorción molar de los ácidos nucleicos a 260 nm puede predecirse dada la secuencia de nucleótidos.

Si se conoce el coeficiente de absorción molar, se puede utilizar para determinar la concentración de una proteína en solución.

Referencias

1. "Capítulo 11 Sección 2 - Términos y símbolos utilizados en fotoquímica y en dispersión de luz" (PDF) . Compendio de nomenclatura analítica (Libro naranja) . IUPAC. 2002. pág. 28.
2. IUPAC , Compendio de terminología química , 2.ª ed. (el "Libro de oro") (1997). Versión corregida en línea: (2006–) "Extinction". doi :10.1351/goldbook.E02293
3. IUPAC , Compendio de terminología química , 2.ª ed. (el "Libro de oro") (1997). Versión corregida en línea: (2006–) "Absortividad". doi :10.1351/goldbook.A00044
4. "Espectroscopia molecular" (PDF) . Compendio sobre nomenclatura analítica . IUPAC. 2002."Técnicas de medición" (PDF) . Compendio de nomenclatura analítica . IUPAC. 2002.
5. Lakowicz, JR (2006). Principios de espectroscopia de fluorescencia (3.ª ed.). Nueva York: Springer. pág. 59. ISBN 9780387312781.
6. Gill, SC; von Hippel, PH (1989). "Cálculo de coeficientes de extinción de proteínas a partir de datos de secuencias de aminoácidos". Analytical Biochemistry . 182 (2): 319–326. doi :10.1016/0003-2697(89)90602-7. PMID  2610349.

Enlaces externos

• Nikon MicroscopyU: Introducción a las proteínas fluorescentes incluye una tabla de coeficientes de atenuación molar de proteínas fluorescentes .