एक धातु संकुल युक्त विलयन 480 nm पर अवशोषित होता है जिसका मोलर विलोपन गुणांक 15,000 L mol⁻¹ cm⁻¹ है। यदि सेल की पथ लंबाई 1.0 cm है और पारगमन 20.5% है, तो धातु संकुल की सांद्रता (mol L⁻¹ में) है:

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  1. 1.37 x 10⁻⁵
  2. 2.29 x 10⁻⁵
  3. 4.59 x 10⁻⁵
  4. 8.75 x 10⁻⁵

Answer (Detailed Solution Below)

Option 3 : 4.59 x 10⁻⁵
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संप्रत्यय:

लैम्बर्ट का नियम:

  • लैम्बर्ट का नियम कहता है कि मोटाई के साथ विकिरण की तीव्रता में कमी की दर विकिरण की तीव्रता के समानुपाती होती है।
  • गणितीय रूप से, हम कह सकते हैं कि:

\({dI\over dl} α I\), जहाँ I = विकिरण की तीव्रता, l = पथ लंबाई

बीयर का नियम:

  • बीयर का नियम कहता है कि विकिरण की तीव्रता में कमी की दर विलयन में ठोसों की सांद्रता के समानुपाती होती है। गणितीय रूप से,

\({dI\over dl} α C\), जहाँ C विलयन की सांद्रता है।

  • उपरोक्त दो नियमों को मिलाकर, हमें अवशोषण 'A' मिलता है

= A = ϵ₀Cl, जहाँ ϵ₀ = मोलर विलोपन गुणांक

  • मोलर विलोपन गुणांक को एक मोलर विलयन की मोटाई के व्युत्क्रम के रूप में परिभाषित किया जाता है जो प्रकाश की तीव्रता को उसके प्रारंभिक मान के दसवें भाग तक कम कर देता है। इसका मान विलेय की प्रकृति और प्रकाश की तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है। इसकी इकाई lit/mol/cm है।
  • जब प्रकाश को विलयन से गुजारा जाता है, तो उसका कुछ भाग अवशोषित हो जाता है और कुछ भाग पारगमित हो जाता है। पारगमन को T द्वारा दर्शाया जाता है और इसे इस प्रकार दिया जाता है:

पारगमन (T) = 10⁻ᴬ, जहाँ A = अवशोषण

  • इसे इस प्रकार भी लिखा जा सकता है:

- log T = ϵ x c x l

गणना:

दिया गया है:

  • मोलर विलोपन गुणांक = 15,000 L mol⁻¹ cm⁻¹
  • पथ लंबाई = 1cm
  • पारगमन = 20.5% = .205
  • बीयर-लैम्बर्ट के नियम के अनुसार,

- log T = ϵ x c x l

या, \(c = {-logT \over \epsilon\times l} = {1\over \epsilon \times l\times logT}\)

उपरोक्त समीकरण में दिए गए मानों को प्रतिस्थापित करने पर, हमें प्राप्त होता है:
\(C = {1 \over 15000 \times 1\times log .205} = 4.59 \times 10^{-5}\)

इसलिए, विलयन की सांद्रता 'C' 4.59 x 10⁻⁵ है।

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