Teadusliku eksperimendi läbiviimisel on vaja teada, et teil on erinevate kemikaalide kontsentratsioon õige. Samuti on oluline osata arvutada kontsentratsioon, et teha kindlaks, kui palju reagenti on reaktsioonis ära kasutatud või kui palju toodet on tehtud.
Selleks kasutavad teadlased Õlle-Lamberti seadus (mida võib nimetada ka "õlle seaduseks") kontsentratsiooni arvutamiseks neeldumise järgi. Järgmises jaotises määratletakse mõned peamised komponendid õlleseaduse praktiliseks kasutamiseks.
Mis on Beer-Lamberti seadus?
See seadus seob valguse sumbumist, kui see läbib materjali selle materjali füüsikaliste omadustega. Selle seaduse üks levinumaid kasutusviise on UV-Vis neeldumisspektroskoopia.
Oletame, et paistate materjali kaudu nähtavat valgust. Osa sellest valgusest läbib materjali teisel küljel, kuid tõenäoliselt pole see kogu algselt läbi paistnud valgus. Ükskõik, mis valgus teisele poole ei liigu, on imendub.
Neeldunud valguse hulk on proportsionaalne valgusraja pikkusega (l). Praktiliselt on see konteiner, tavaliselt küvet, milles hoitakse kõnealust materjali.
Neelduvuse ja kontsentratsiooni (c) suhe on proportsionaalne. Tavaliselt, mida kontsentreeritum on aine, seda rohkem valgust neeldub. (Pidage seda kogust meeles; praktiliselt öeldes, see on see, mis teid kõige rohkem huvitab!).
Seega on materjali neelduvus (A) seotud valguse algtugevusega I0ja valguse ülekantav intensiivsus (mis tuli teisest otsast läbi), I. Neid suurusi saab seostada järgmise võrrandi abil.
Kuna teate, et neeldumine on proportsionaalne nii kontsentratsiooni (c) kui ka tee pikkusega (l), võite selle seostada selles võrrandis olevate suurustega:
Selles võrrandis on ϵ molaarneimavus või molaarset ekstinktsioonikoefitsienti. See väärtus on koefitsient ja on omane kõnealuse aine või materjali neeldumisele teatud valguse lainepikkusel.
Ühikud ja õlle seadus
Kuna see on võrrandite praktiliseks rakendamiseks alati vajalik, peate teadma ühikut iga kaasatud komponendi kohta.
Kontsentratsiooni (c) kontsentratsioon on M või mooli liitri kohta (mol L-1). Valgustee (l) esitatakse tavaliselt sentimeetrites (cm). Molaarneimavus teatatakse tavaliselt liitrites mol-sentimeetri kohta (L mol-1 cm-1). Korrutades c, l ja ϵ, tühistatakse kõik üksused. Iseenesest järeldub sellest, et neelduvus on üksuseta.
Õlleseaduse kasutamine kontsentratsiooni arvutamiseks
Oletame, et teil on lahuses punane värv. Kuidas arvutaksite värvi kontsentratsiooni lahuses?
Toiduvärvi Red # 40 molaarne neelduvus on 25 900 L mol-1cm-1 lainepikkusel 501 nm. Asetate 1 ml lahust 1 cm laiusesse küvetti. Mõõdetud neelduvus on 0,17. Mis on kontsentratsioon?
Ühendage teadaolevad väärtused (A, ϵ ja l) õlle seadusse ja seejärel lahendage kontsentratsioon:
Niisiis:
Kontsentratsiooni lahendamine:
Nii väikesest molaarsusest rääkimine on natuke tülikas. Teadlased muudavad selle sageli mikromolaarseks, et sellest oleks lihtsam rääkida. Selleks korrutage arv kümnega6. Seega on punase # 40 kontsentratsioon selles lahuses 6,56 uM.