Plik Prawo Beera-Lamberta (Beer-Bouguer) to taki, który dotyczy absorpcji promieniowania elektromagnetycznego jednego lub więcej rodzajów chemikaliów, z jego stężeniem i odległością, jaką światło pokonuje w interakcjach cząstka-foton. To prawo łączy dwa prawa w jednym.
Prawo Bouguera (chociaż rozpoznanie spadło bardziej na Heinricha Lamberta), ustanawia, że próbka będzie absorbować więcej promieniowania, gdy wymiary absorbentu lub materiału są większe; konkretnie jego grubość, czyli odległość l że światło wędruje podczas wchodzenia i wychodzenia.
Górny obraz przedstawia pochłanianie promieniowania monochromatycznego; to znaczy składa się z jednej długości fali λ. Środek absorbujący znajduje się wewnątrz komórki optycznej, której grubość wynosi l, i zawiera związki chemiczne o stężeniu do.
Wiązka światła ma początkową i końcową intensywność, oznaczoną symbolami I.0 i ja, odpowiednio. Zauważ, że po interakcji z medium absorbującym, I jest mniejsze niż I.0, co pokazuje, że nastąpiła absorpcja promieniowania. Im są starsi do Y l, mniejszy będę ja w stosunku do mnie0; to znaczy, będzie więcej wchłaniania, a mniej przepuszczalność.
Indeks artykułów
Powyższy obraz doskonale oddaje to prawo. Absorpcja promieniowania w próbce zwiększa się lub zmniejsza wykładniczo w funkcji do lub l. Aby w pełni i łatwo zrozumieć prawo, konieczne jest pominięcie jego matematycznych aspektów.
Jak już wspomniano, ja0 a ja są intensywnościami monochromatycznej wiązki światła odpowiednio przed i za światłem. Niektóre teksty wolą używać symboli P.0 i P, które odnoszą się do energii promieniowania, a nie do jego intensywności. Tutaj wyjaśnienie będzie kontynuowane przy użyciu intensywności.
Aby zlinearyzować równanie tego prawa, należy zastosować logarytm, zwykle podstawę 10:
Dziennik (I0/ I) = εldo
Termin (I0/ I) wskazuje, o ile maleje natężenie iloczynu promieniowania absorpcji. Prawo Lamberta uwzględnia tylko l (εl), podczas gdy prawo Beera ignoruje l, ale umieszcza do zamiast tego (εdo). Górne równanie jest połączeniem obu praw i dlatego jest ogólnym wyrażeniem matematycznym dla prawa Beera-Lamberta.
Absorbancja jest określana terminem Log (I0/ JA). Zatem równanie wyraża się następująco:
A = εldo
Gdzie ε to współczynnik ekstynkcji lub absorpcja molowa, która jest stała przy danej długości fali.
Należy zauważyć, że jeśli grubość medium absorbującego jest utrzymywana na stałym poziomie, jak ε, absorbancja A będzie zależeć tylko od stężenia do, gatunków wchłaniających. Jest to również równanie liniowe, y = mx, gdzie Y to A i x to jest do.
Wraz ze wzrostem absorbancji maleje transmitancja; to znaczy ile promieniowania udaje się przesłać po absorpcji. Dlatego są odwrotne. tak, ja0/ I oznacza stopień wchłaniania, I / I0 równa się przepuszczalności. Wiedząc to:
I / I0 = T
(JA0/ I) = 1 / T
Dziennik (I0/ I) = Log (1 / T)
Ale Log (I.0/ I) jest również równa absorbancji. Zatem związek między A i T jest następujący:
A = log (1 / T)
I stosując własności logarytmów i wiedząc, że Log1 jest równe 0:
A = -LogT
Transmisje są zwykle wyrażane w procentach:
% T = I / I0100 JPY
Jak wspomniano wcześniej, równania odpowiadają funkcji liniowej; w związku z tym oczekuje się, że podczas ich rysowania dadzą linię.
Zwróć uwagę, że po lewej stronie powyższego obrazu znajduje się linia uzyskana przez wykres A względem do, a po prawej stronie linia odpowiadająca wykresowi LogT względem do. Jeden ma nachylenie dodatnie, a drugi ujemny; im wyższa absorbancja, tym niższa przepuszczalność.
Dzięki tej liniowości można określić stężenie pochłaniających substancji chemicznych (chromoforów), jeśli wiadomo, ile promieniowania pochłaniają (A) lub ile promieniowania jest transmitowane (LogT). Kiedy ta liniowość nie jest obserwowana, mówi się, że stoi w obliczu odchylenia, dodatniego lub ujemnego, od prawa Beera-Lamberta.
Ogólnie rzecz biorąc, niektóre z najważniejszych zastosowań tego prawa wymieniono poniżej:
-Jeśli gatunek chemiczny wykazuje zabarwienie, jest wzorowym kandydatem do analizy technikami kolorymetrycznymi. Są one oparte na prawie Beera-Lamberta i pozwalają określić stężenie analitów w funkcji absorbancji uzyskanych za pomocą spektrofotometru..
-Pozwala na konstruowanie krzywych kalibracyjnych, za pomocą których, biorąc pod uwagę efekt macierzowy próbki, określa się stężenie interesującego nas gatunku.
-Jest szeroko stosowany do analizy białek, ponieważ kilka aminokwasów ma znaczną absorpcję w ultrafioletowym obszarze widma elektromagnetycznego..
-Reakcje chemiczne lub zjawiska molekularne, które obejmują zmianę koloru, można analizować przy użyciu wartości absorbancji przy jednej lub kilku długościach fal..
-Za pomocą analizy wieloczynnikowej można analizować złożone mieszaniny chromoforów. W ten sposób można określić stężenie wszystkich analitów, a także sklasyfikować i rozróżnić mieszaniny; na przykład wykluczyć, czy dwa identyczne minerały pochodzą z tego samego kontynentu lub z określonego kraju.
Jaka jest absorbancja roztworu o przepuszczalności 30% przy długości fali 640 nm??
Aby go rozwiązać, przejdź do definicji absorbancji i transmitancji.
% T = 30
T = (30/100) = 0,3
Wiedząc, że A = -LogT, obliczenia są proste:
A = -Log 0,3 = 0,5228
Zauważ, że brakuje jednostek.
Jeśli roztwór z poprzedniego ćwiczenia składa się z gatunku W, którego stężenie wynosi 2,30 ∙ 10-4 M, a zakładając, że komórka ma grubość 2 cm: jakie powinno być jej stężenie, aby uzyskać przepuszczalność 8%??
Można to rozwiązać bezpośrednio za pomocą tego równania:
-LogT = εldo
Ale wartość ε jest nieznana. Dlatego należy go obliczyć na podstawie poprzednich danych i zakłada się, że pozostaje stały w szerokim zakresie stężeń:
ε = -LogT / ldo
= (-Log 0,3) / (2 cm x 2,3 ∙ 10-4 M)
= 1136,52 M-1∙ cm-1
A teraz możesz przejść do obliczeń z% T = 8:
c = -LogT / εl
= (-Log 0,08) / (1136,52 M-1∙ cm-1 x 2cm)
= 4,82 ∙ 10-4 M
Wtedy wystarczy, że gatunek W podwoi swoje stężenie (4,82 / 2,3), aby zmniejszyć procent transmitancji z 30% do 8%..
Jeszcze bez komentarzy