„Beer-Lambert“ įstatymas išsprendžia tai, ką ji sudaro, paraiškas ir pratimus



The Beer-Lambert įstatymas (Beer-Bouguer) yra vienas ar kelių cheminių rūšių elektromagnetinės spinduliuotės sugėrimas, jo koncentracija ir atstumas, kurį šviesa keliauja dalelių fotonų sąveikose. Šis įstatymas vienija du įstatymus.

„Bouguer“ įstatymas (nors pripažinimas buvo labiau susijęs su Heinrich Lambert), nustato, kad mėginys sugeria daugiau spinduliuotės, kai absorbentų arba medžiagų terpės matmenys yra didesni; konkrečiai, jo storis, ty atstumas l kuris eina pro šviesą, kai įeina ir išeina.

Monochromatinės spinduliuotės sugėrimas rodomas viršutiniame vaizde; tai yra, atitinka vieną bangos ilgį λ. Absorbuojanti terpė yra optinio elemento viduje, kurio storis yra l, ir joje yra cheminių medžiagų, kurių koncentracija yra c.

Šviesos spindulys yra pradinis ir galutinis, pažymėtas simboliais I0 ir I, atitinkamai. Atkreipkite dėmesį, kad sąveikaujant su absorbuojančia terpe, aš mažesnis nei I0, kuris rodo, kad buvo sugeriama spinduliuotė. Vyresni jie yra c ir l, mažesnis bus aš dėl I0; tai reiškia, kad bus daugiau absorbcijos ir mažiau pralaidumas.

Indeksas

  • 1 Kas yra Beer-Lambert įstatymas??
    • 1.1 Absorbcija ir pralaidumas
    • 1.2 Grafika
  • 2 Programos
  • 3 Išspręstos pratybos
    • 3.1 1 užduotis
    • 3.2 2 pratimas
  • 4 Nuorodos

Kas yra Beer-Lambert įstatymas??

Viršutinis vaizdas puikiai apima šį įstatymą. Spinduliavimo absorbcija mėginyje didėja arba mažėja eksponentiškai priklausomai nuo c o l. Kad įstatymas būtų visiškai suprantamas ir suprantamas, būtina apibrėžti jo matematinius aspektus.

Kaip ką tik minėjau, aš0 ir aš - monochromatinės šviesos spindulio intensyvumas prieš ir po šviesos. Kai kurie tekstai nori naudoti P simbolius0 ir P, kurie nurodo spinduliuotės energiją, o ne jos intensyvumą. Čia paaiškinimas bus tęsiamas naudojant intensyvumą.

Norėdami linijuoti šio įstatymo lygtį, reikia taikyti logaritmą, paprastai 10 bazę:

Prisijungti (I0/ I) = εlc

Terminas (I0/ I) nurodo, kiek sumažėja absorbcijos sukeliamos spinduliuotės intensyvumas. Lambert'o įstatyme yra tik l (εl), o Beero įstatymas ignoruoja, bet vietose c vietoj (εc). Aukštesnė lygtis yra abiejų įstatymų sąjunga, todėl ji yra bendra Beer-Lambert įstatymo matematinė išraiška.

Absorbcija ir pralaidumas

Absorbcija apibrėžiama terminu Log (I0/ I). Taigi lygtis išreiškiama taip:

A = εlc

Kur ε yra ekstinkcijos koeficientas arba molinis sugerties koeficientas, kuris yra tam tikros bangos ilgio konstanta.

Atkreipkite dėmesį, kad jei absorbuojančios terpės storis yra pastovus, kaip ε, absorbcija A priklausys tik nuo koncentracijos c, sugeriančių rūšių. Be to, tai yra tiesinė lygtis, y = mx, kur ir yra A, ir x yra c.

Didėjant absorbcijai, pralaidumas mažėja; tai yra, kiek spinduliavimo perduodama po absorbcijos. Todėl jie yra atvirkščiai. Taip, aš0/ I nurodomas absorbcijos laipsnis, I / I0 yra lygus pralaidumui. Žinodami tai:

I / I0 = T

(I0/ I) = 1 / T

Prisijungti (I0/ I) = žurnalas (1 / T)

Bet, žurnalas (I0/ I) taip pat atitinka absorbciją. Taigi santykis tarp A ir T yra:

A = žurnalas (1 / T)

Ir taikant logaritmų savybes ir žinant, kad Log1 yra lygus 0:

A = -LogT

Paprastai perdavimo koeficientai išreiškiami procentais:

% T = I / I0∙ 100

Grafika

Kaip minėta anksčiau, lygtys atitinka linijinę funkciją; todėl tikimasi, kad brėžiant jie bus tiesios linijos.

Atkreipkite dėmesį, kad aukščiau esančiame paveikslėlyje kairėje yra linija, gauta užrašant A prieš c, ir dešinėje - linija, atitinkanti LogT prieš grafiką c. Vienas turi teigiamą nuolydį, o kitas neigiamas; Kuo didesnis absorbcijos koeficientas, tuo mažesnis pralaidumas.

Dėl šio tiesiškumo galima nustatyti absorbuojančių cheminių medžiagų (chromoforų) koncentraciją, jei žinoma, kiek spinduliuotės jie sugeria (A), arba kiek spinduliuotės perduodama (LogT). Kai šio linijiškumo nesilaikoma, teigiama, kad jis yra Beer-Lambert įstatymo nuokrypis, teigiamas arba neigiamas.

Programos

Apskritai, toliau išvardytos kai kurios svarbiausios šio įstatymo taikymo sritys:

-Jei cheminė medžiaga pasižymi spalva, tai yra pavyzdinis kandidatas, kuris turi būti analizuojamas kolorimetriniais metodais. Jie grindžiami Beer-Lambert įstatymu ir leidžia nustatyti analitų koncentraciją pagal spektrofotometru gautą absorbciją.

-Tai leidžia sukurti kalibravimo kreives, su kuriomis, atsižvelgiant į mėginio matricos efektą, nustatoma dominuojančių rūšių koncentracija.

-Jis plačiai naudojamas analizuoti baltymus, nes kelios aminorūgštys elektromagnetinio spektro ultravioletiniame regione yra svarbios absorbcijos..

-Cheminės reakcijos arba molekuliniai reiškiniai, kurie reiškia spalvos pasikeitimą, gali būti analizuojami naudojant absorbcijos vertes viename ar keliuose bangos ilgiuose.

-Naudojant daugiamatę analizę galima analizuoti sudėtingus chromoforų mišinius. Tokiu būdu galima nustatyti visų analitų koncentraciją, be to, klasifikuoti mišinius ir atskirti juos vienas nuo kito; pavyzdžiui, išmeskite, jei du identiški mineralai yra iš to paties žemyno ar konkrečios šalies.

Išspręstos pratybos

1 pratimas

Koks yra tirpalo, kurio pralaidumas 640 nm bangos ilgis yra 30%, absorbcija?

Norint ją išspręsti, pakanka įsisavinti absorbcijos ir pralaidumo apibrėžtis.

% T = 30

T = (30/100) = 0,3

Ir žinant, kad A = -LogT, skaičiavimas yra tiesioginis:

A = -Log 0,3 = 0,5228

Atkreipkite dėmesį, kad jis neturi vienetų.

2 pratimas

Jei ankstesnio pratimo nutraukimas susideda iš W rūšių, kurių koncentracija yra 2,30 ∙ 10-4 M ir darant prielaidą, kad ląstelės storis yra 2 cm: kas turi būti jo koncentracija, kad būtų pasiektas 8% pralaidumas?

Galite tiesiogiai išspręsti šią lygtį:

-LogT = εlc

Bet ε reikšmė nežinoma. Todėl jis turi būti apskaičiuojamas pagal pirmiau pateiktus duomenis, ir daroma prielaida, kad ji išlieka pastovi įvairiose koncentracijose:

ε = -LogT / lc

= (-Log 0,3) / (2 cm x 2,3 ∙ 10-4 M)

= 1136,52 M-1∙ cm-1

Ir dabar galite atlikti skaičiavimą su% T = 8:

c = -LogT / εl

= (-Log 0,08) / (1136,52 M-1∙ cm-1  x 2 cm)

= 4,82 ∙ 10-4 M

Taigi pakanka, kad W rūšis dvigubai padidintų jų koncentraciją (4,82 / 2,3), kad sumažintų jų perdavimo koeficientą nuo 30% iki 8%.

Nuorodos

  1. Diena, R. ir Underwood, A. (1965). Kiekybinė analizinė chemija. (penktasis red.). PEARSON Prentice salė, p. 469-474.
  2. Skoog D.A., Vakarų D.M. (1986). Instrumentinė analizė (antrasis red.). Interamericana., Meksika.
  3. Soderberg T. (2014 m. Rugpjūčio 18 d.). Beer-Lambert įstatymas. Chemija LibreTexts. Gauta iš: chem.libretexts.org
  4. Clark J. (2016 m. Gegužės mėn.). Beer-Lambert įstatymas. Gauta iš: chemguide.co.uk
  5. Kolorimetrinė analizė: alaus įstatymas arba spektrofotometrinė analizė. Gauta iš: chem.ucla.edu
  6. Dr. J.M. Fernández Álvarez (s.f.). Analitinė chemija: išspręstų problemų vadovas. [PDF] Gauta iš: dadun.unav.edu