Die Umrechnung von prozentualer Transmission (%T) in Absorption (A) bei der Infrarotspektroskopie (IR) ist ein grundlegender Schritt, um die Intensität von Absorptionsbanden quantitativ zu beschreiben. Hier ist die Schritt-für-Schritt-Anleitung:
1. Grundformel
Die Absorption (A, auch als “optische Dichte” oder “Extinktion” bezeichnet) wird aus der Transmission (%T) wie folgt berechnet:
[ A = \log_{10}\left(\frac{100}{%T}\right) ]
Beispiel: Wenn die Transmission %T = 20% beträgt, dann ist die Absorption: [ A = \log_{10}\left(\frac{100}{20}\right) = \log_{10}(5) \approx 0{,}699 ]
2. Bedeutung der Werte
- Transmission (%T):
- Gibt an, wie viel Licht (in %) die Probe durchlässt.
- 100% T = Keine Absorption (vollständige Durchlässigkeit).
- 0% T = Vollständige Absorption (kein Licht kommt durch).
- Absorption (A):
- Beschreibt, wie stark die Probe Licht absorbiert.
- A = 0 = Keine Absorption (entspricht 100% T).
- A = 1 = 90% des Lichts werden absorbiert (10% T).
- A = 2 = 99% Absorption (1% T).
3. Praktische Anwendung in der IR-Spektroskopie
- In IR-Spektren wird die Absorption oft gegen die Wellenlänge (cm⁻¹) aufgetragen.
- Die Umrechnung ist nötig, weil:
- %T nicht linear mit der Konzentration skaliert (Beer-Lambert-Gesetz).
- A ist proportional zur Konzentration der absorbierenden Spezies (für verdünnte Lösungen).
4. Umgekehrte Rechnung (A → %T)
Falls Sie die Transmission aus der Absorption berechnen möchten: [ %T = 100 \times 10^{-A} ]
Beispiel: Für A = 0,5: [ %T = 100 \times 10^{-0,5} \approx 31{,}62% ]
5. Wichtige Hinweise
- Beer-Lambert-Gesetz: Die Absorption A hängt von der Konzentration c, der Schichtdicke d und dem molaren Absorptionskoeffizienten ε ab: [ A = \varepsilon \times c \times d ] (Gilt nur für verdünnte Lösungen und monochromatisches Licht.)
- IR-Spektren:
- Moderne IR-Spektrometer zeigen oft direkt die Absorption an.
- Ältere Geräte oder Rohdaten liefern manchmal nur %T – dann ist die Umrechnung nötig.
- Logarithmus-Basis: Immer log₁₀ (Zehnerlogarithmus) verwenden, nicht den natürlichen Logarithmus (ln)!
6. Beispielrechnung
| %T | A = log₁₀(100/%T) |
|---|---|
| 100% | 0 |
| 50% | 0,301 |
| 10% | 1 |
| 1% | 2 |
| 0,1% | 3 |
7. Tools zur Berechnung
- Taschenrechner: Geben Sie ein:
log(100 / [Ihr %T-Wert]). - Excel/Google Sheets: Verwenden Sie die Formel
=LOG10(100/B1), wenn %T in Zelle B1 steht. - Online-Rechner: Es gibt viele kostenlose Tools (z. B. gophotnics Calculator).
Falls Sie spezifische Werte umrechnen möchten, können Sie mir gerne Ihre Daten geben – ich helfe Ihnen bei der Berechnung! 😊