Zakon o pivu-Lambert

Kaj je zakon Beer-Lambe?

The Zakon o pivu-Lambert (Beer-Bouguer) je tisti, ki povezuje absorpcijo elektromagnetnega sevanja ene ali več kemičnih vrst z njegovo koncentracijo in razdaljo, ki vodi svetlobo v interakciji z delci in fotonom. Ta zakon združuje dva zakona v enem.

Bouguerjev zakon (čeprav je priznanje padlo več o Heinrichu Lambertu), ugotovi, da bo vzorec absorbiral večje sevanje, ko so dimenzije absorbentnega ali materialnega okolja večje; Konkretno, njegova debelina, ki je razdalja l ki teče skozi luč, ko vstopa in gre ven.

Sevanje, ki ga absorbira vzorec. Vir: Marmot2019 [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/4.0)], iz Wikimedia Commons

Vrhunska slika prikazuje absorpcijo enobarvnega sevanja; to je sestavljeno iz ene same valovne dolžine, λ. Absorbentni medij je znotraj optične celice, katere debelina je l, in vsebuje kemične vrste s koncentracijo c.

Svetlobni žarek ima začetno in končno intenzivnost, označeno s simboli I₀ In jaz. Upoštevajte, da sem po interakciji z vpojnim medijem manj kot jaz₀, kar kaže, da je prišlo do absorpcije sevanja. Starejši so c in l, manjši bom jaz glede I₀; to pomeni, da bo več absorpcije in manj prepustnost.

Pojasnilo zakona Beer-Lambe

Vrhunska slika odlično zajema ta zakon. Absorpcija sevanja v vzorcu se poveča ali zmanjša eksponentno, odvisno od c tudi l. Da bi zakon popolnoma in enostavno razumeti, je treba mejiti njegove matematične vidike.

Kot smo že omenili₀ In jaz sem intenzivnost enobarvnega svetlobnega žarka pred in po svetlobi. Nekatera besedila raje uporabljajo P simbole₀ in P, ki aludirajo na sevalno energijo in ne na njegovo intenzivnost. Tu bo razlaga še naprej uporabljala intenzivnost.

Vam lahko služi: acetofenon

Za linearno enačbo tega zakona je treba uporabiti logaritem, običajno osnovo 10:

Dnevnik (i₀/I) = εlc

Izraz (i₀/I) označuje, koliko se intenzivnost sevalnega produkta absorpcije zmanjšuje. Lambertov zakon meni samo L (εl), medtem ko pivo ignorira l, vendar kraje c Namesto tega (εc). Višja enačba je zveza obeh zakonov, zato je splošni matematični izraz za zakon o pivu-lambeju.

Absorbanca in prepustnost

Absorbanca je opredeljena z dnevnim dnevnikom (i₀/Yo). Tako je enačba izražena na naslednji način:

A = εlc

Kjer je ε koeficient izumrtja ali molarne absorganista, ki je konstanta pri določeni valovni dolžini.

Upoštevajte, da če debelina absorbenta ostane konstantna, tako kot ε, je absorbanca odvisna izključno od koncentracije c, absorbentnih vrst. Poleg tega je linearna enačba, y = mx, kjer in je a in x je c.

Ko se absorbanca povečuje, se prepustnost zmanjšuje; To je, koliko sevanja po absorpciji uspe prenesti. Zato so obratni. DA₀/I označuje stopnjo absorpcije, i/i₀ Je enak prepustnosti. Vedeti to:

I/i₀ = T

(Yo₀/I) = 1/t

Dnevnik (i₀/I) = dnevnik (1/t)

Ampak, dnevnik (i₀/I) je tudi enako absorbanca. Torej je odnos med in T:

A = dnevnik (1/t)

In nanašanje lastnosti logaritmov in vedeti, da je LOG1 enak 0:

A = -Logt

Običajno se oddajniki izražajo v odstotkih:

%T = i/i₀∙ 100

Grafi

Kot je navedeno zgoraj, enačbe ustrezajo linearni funkciji; Zato je pričakovati, da bodo ob grafiranju dali črto.

Vam lahko služi: kaj je kemična kinetika? Grafika, ki se uporablja za zakon o pivu-lambertu. Vir: Gabriel Bolívar

Upoštevajte, da imate levo od zgornje slike črto, pridobljeno ob graficiranju c, in na desni vrstici, ki ustreza grafu logt proti c. Eden ima pozitiven naklon, druga pa negativna; Večja je absorbanca, nižja je prepustnost.

Zahvaljujoč tej linearnosti je mogoče koncentracijo vpojnih kemičnih (kromofore) določiti, če je znano, koliko sevanja absorbirajo (a) ali koliko sevanja se prenaša (logt). Ko tega linearnosti ne opazimo, se reče, da se sooča z odstopanjem, pozitivnega ali negativnega zakona Beer-Lamberta.

Aplikacije za pravno pivsko-lambe

Na splošno so spodaj omenjene nekatere najpomembnejše aplikacije tega zakona:

-Če ima kemična vrsta barvo, je zgledni kandidat, ki ga je treba analizirati s kolorimetričnimi tehnikami. Te temeljijo na zakonu Beer-Lambert in omogoča določitev koncentracije analitov, ki temelji na absorpacijah, pridobljenih s spektrofotometrom.

-Omogoča izgradnjo kalibracijskih krivulj, s katerimi ob upoštevanju učinka vzorčne matrice se določi koncentracija interesne vrste.

-Široko se uporablja za analizo beljakovin, saj ima več aminokislin pomembne absorpcije v ultravijoličnem območju elektromagnetnega spektra.

-Kemične reakcije ali molekularne pojave, ki pomenijo spremembo barvanja, lahko analiziramo z vrednostmi absorbance, pri eni ali več valovnih dolžinah.

-Izdelava multivariatne analize je mogoče analizirati kompleksne mešanice kromofore. Na ta način je mogoče določiti koncentracijo vseh analitov in tudi razvrstiti mešanice in jih razlikovati drug od drugega; Na primer, izključite, če dva enaka minerala izhajata iz iste specifične celine ali države.

Vam lahko služi: močna kislina

Rešene vaje

Vaja 1

Kakšna je absorbanca raztopine, ki predstavlja 30 -odstotno prepustnost na valovno dolžino 640 nm?

Če želite to rešiti, pojdite na definicije absorbcije in prepustnosti.

%T = 30

T = (30/100) = 0,3

In vedoč, da je A = -Logt, je izračun neposreden:

A = -log 0,3 = 0,5228

Upoštevajte, da vam primanjkuje enot.

Vaja 2

Če raztapljanje prejšnjega leta sestavlja vrsta W, katere koncentracija je 2,30 ∙ 10^-4 M in ob predpostavki, da ima celica debelino 2 cm: kakšna bi morala biti njegova koncentracija, da dobimo 8 -odstotno prepustnost?

Lahko bi ga rešili neposredno s to enačbo:

-Logt = εlc

Toda vrednost ε ni znana. Zato ga je treba izračunati s prejšnjimi podatki in domneva se, da ostane konstanten v širokem razponu koncentracij:

ε = -Logt/lc

= (-Log 0,3)/ (2 cm x 2,3 ∙ 10^-4 M)

= 1136,52 m^-1∙ cm^-1

In zdaj lahko nadaljujete z izračunom z %t = 8:

C = -Logt/εl

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

= 4,82 ∙ 10^-4 M

Potem je dovolj, da se vrsta W podvoji koncentracijo (4,82/2,3), da zmanjša odstotek prepustnega odstotka od 30 do 8%.

Reference

1. Zakon o pivu-Lambertu. Kemija librettexts. Okrevano od: kem.Librettexts.org
2. Zakon o pivu-Lambertu. Okrevano od: Chemguide.co.Združeno kraljestvo