Law of Beer-Lambert i hva det består av, applikasjoner og øvelser løst

den Øl-lambert lov (Beer-Bouguer) er en som angår absorpsjon av elektromagnetisk stråling av en eller flere kjemiske stoffer, dets konsentrasjon og den avstand lyset reiser i partikkel-foton-interaksjoner. Denne loven samler to lover i ett.

Bouguer lov (skjønt erkjennelse har gått over omtrent Heinrich Lambert) gir som et eksempel vil absorbere mer stråling når dimensjonene av det absorberende materiale eller medium fordel; Spesielt dens tykkelse, som er avstanden l som går gjennom lyset når du går inn og går.

Absorbsjonen av monokromatisk stråling er vist i det øvre bildet; det er i samsvar med en enkelt bølgelengde, λ. Det absorberende medium er inne i en optisk celle, hvis tykkelse er l, og den inneholder kjemiske arter med konsentrasjon c.

Lysstrålen har en innledende og endelige intensitet, betegnet med symbolene I₀ og jeg, henholdsvis. Legg merke til at etter å ha interaksjon med det absorberende mediet, er jeg mindre enn jeg₀, som viser at det var strålingsabsorpsjon. Jo eldre de er c og l, mindre vil jeg være om jeg₀; det vil si at det vil være mer absorpsjon og mindre transmisjon.

index

• 1 Hva er Beer-Lambert's lov??
  • 1.1 Absorbans og transmittans
  • 1.2 Grafikk
• 2 applikasjoner
• 3 Øvelser løst
  • 3.1 Øvelse 1
  • 3.2 Øvelse 2
• 4 referanser

Hva er Beer-Lambert's lov??

Det øvre bildet omfatter perfekt denne loven. Absorbsjon av stråling i en prøve øker eller avtar eksponentielt avhengig av c eller l. For å forstå loven helt og enkelt, er det nødvendig å skissere sine matematiske aspekter.

Som nevnt, jeg₀ og jeg er intensiteten til den monokromatiske lysstrålen før og etter lyset, henholdsvis. Noen tekster foretrekker å bruke P-symboler₀ og P, som tyder på energien til strålingen og ikke til intensiteten. Her vil forklaringen fortsette å bruke intensiteten.

For å linearisere ligningen til denne loven, må logaritmen brukes, generelt basen 10:

Logg (I₀/ I) = εlc

Begrepet (I₀/ I) angir hvor mye intensiteten av strålingen som produseres ved absorpsjonen, avtar. Lamberts lov anser bare l (εl), mens ølloven ignorerer l, men steder c i stedet (εc). Den overordnede ligningen er foreningen av begge lover, og derfor er det det generelle matematiske uttrykket for Beer-Lamberts lov.

Absorbans og transmittans

Absorbans er definert av begrepet Log (I₀/ I). Dermed er ligningen uttrykt som følger:

A = εlc

Hvor e er utryddelseskoeffisienten eller molarabsorptiviteten, som er en konstant ved en viss bølgelengde.

Legg merke til at dersom absorberingsmediet holdes konstant, som ε, vil absorbansen A bare avhenge av konsentrasjonen c, av den absorberende arten. I tillegg er det en lineær ligning, y = mx, hvor og er A og x dette er c.

Når absorbansen øker, reduseres transmittansen; det vil si hvor mye stråling overføres etter absorpsjon. De er derfor inverser. Ja jeg₀/ Jeg angir graden av absorpsjon, I / I₀ er lik transmittans. Å vite dette:

Jeg / jeg₀ = T

(jeg₀/ I) = 1 / T

Logg (I₀/ I) = Log (1 / T)

Men, logg (jeg₀/ I) er også lik absorbansen. Så forholdet mellom A og T er:

A = Log (1 / T)

Og bruke egenskapene til logaritmer og vite at Log1 er lik 0:

A = -LogT

Vanligvis er transmittansene uttrykt i prosenter:

% T = I / I₀∙ 100

grafisk

Som nevnt tidligere, svarer likningene til en lineær funksjon; Derfor forventes det at når de plottes, vil de gi en rett linje.

Merk at til venstre for bildet ovenfor har du linjen oppnådd når du plotterer A mot c, og til høyre linjen som svarer til grafen til LogT mot c. Man har positiv helling, og den andre negative; Jo større absorbansen er, desto lavere overføringsevne.

Takket være denne linearitet kan bestemme konsentrasjonen av den absorberende kjemiske arter (kromoforer) hvis absorbere mye stråling er kjent (A), eller hvor mye stråling som overføres oppnådd (logT). Når denne lineariteten ikke blir observert, sies det å være i avvik, positivt eller negativt, fra Beer-Lambert's lov.

søknader

Generelt er noen av de viktigste anvendelsene av denne loven nevnt nedenfor:

-Hvis en kjemisk art presenterer farge, er det et eksempel på en kandidat som skal analyseres ved kolorimetriske teknikker. Disse er basert på Beer-Lambert-loven, og tillater å bestemme konsentrasjonen av analytter i henhold til absorbansene oppnådd med et spektrofotometer.

-Det gjør det mulig å konstruere kalibreringskurver, som tar hensyn til matrikseffekten av prøven, er konsentrasjonen av arten av interesse bestemt.

-Det er mye brukt til å analysere proteiner, siden flere aminosyrer presenterer viktige absorpsjoner i det ultraviolette området av det elektromagnetiske spektret.

-De kjemiske reaksjonene eller molekylære fenomenene som innebærer endring i fargingen, kan analyseres ved hjelp av absorbansverdier ved en eller flere bølgelengder.

-Ved bruk av multivariate analyser kan komplekse blandinger av kromoforer analyseres. På denne måten kan konsentrasjonen av alle analytene bestemmes, og i tillegg klassifiserer blandingene og skiller dem fra hverandre; for eksempel kaste bort hvis to identiske mineraler kommer fra samme kontinent eller bestemt land.

Løste oppgaver

Øvelse 1

Hva er absorbansen til en løsning som har en transmittans på 30% ved en bølgelengde på 640 nm?

For å løse det er det nok å ty til definisjonene av absorbanse og transmittans.

% T = 30

T = (30/100) = 0,3

Og å vite at A = -LogT, beregningen er direkte:

A = -Log 0,3 = 0,5228

Legg merke til at den ikke har noen enheter.

Øvelse 2

Hvis oppløsningen av den foregående øvelsen består av en W-art som har en konsentrasjon på 2,30 ∙ 10^-4 M, og antar at cellen har en tykkelse på 2 cm: hva må være konsentrasjonen for å oppnå en transmittans på 8%?

Du kan løse direkte med denne ligningen:

-LogT = εlc

Men verdien av ε er ukjent. Derfor må det beregnes med de ovennevnte dataene, og det antas at det forblir konstant over et bredt spekter av konsentrasjoner:

ε = -LogT / lc

= (-Log 0.3) / (2 cm x 2.3 × 10^-4 M)

= 1136,52 M^-1∙ cm^-1

Og nå kan du fortsette med beregningen med% T = 8:

c = -LogT / εl

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

= 4,82 ∙ 10^-4 M

Så det er nok for arter W å fordoble konsentrasjonen (4,82 / 2,3) for å redusere deres prosentandel av transmittans fra 30% til 8%.

referanser

1. Day, R., & Underwood, A. (1965). Kvantitativ analytisk kjemi. (femte utgave). PEARSON Prentice Hall, s. 469-474.
2. Skoog D.A., West D.M. (1986). Instrumentanalyse (andre utgave). Interamericana., Mexico.
3. Soderberg T. (18. august 2014). The Beer-Lambert Law. Kjemi LibreTexts. Hentet fra: chem.libretexts.org
4. Clark J. (mai 2016). The Beer-Lambert Law. Hentet fra: chemguide.co.uk
5. Colorimetrisk analyse: Ølens lov eller spektrofotometrisk analyse. Hentet fra: chem.ucla.edu
6. Dr. J.M. Fernández Álvarez (N.d.). Analytisk kjemi: Håndbok for løste problemer. [PDF]. Hentet fra: dadun.unav.edu