Saat melakukan eksperimen ilmiah, perlu diketahui bahwa Anda memiliki konsentrasi yang benar dari berbagai bahan kimia yang terlibat. Penting juga untuk dapat menghitung konsentrasi untuk menentukan berapa banyak reaktan yang telah digunakan dalam reaksi atau berapa banyak produk yang telah dibuat.
Untuk tujuan ini, para ilmuwan menggunakan Hukum Bir-Lambert (yang juga bisa disebut "Hukum Bir") untuk menghitung konsentrasi dari absorbansi. Bagian berikut akan mendefinisikan beberapa komponen kunci untuk penggunaan praktis Hukum Beer.
Apa itu Hukum Beer-Lambert?
Hukum ini menghubungkan redaman cahaya saat melintasi material dengan sifat fisik material itu. Salah satu penggunaan paling umum dari hukum ini adalah penggunaan spektroskopi serapan UV-Vis.
Katakanlah Anda menyinari beberapa cahaya tampak melalui suatu bahan. Sebagian cahaya itu akan melewati sisi lain material, tetapi kemungkinan besar tidak semua cahaya yang awalnya disinari. Cahaya apa pun yang tidak melewati sisi lain adalah terserap.
Jumlah cahaya yang diserap sebanding dengan panjang lintasan cahaya (l). Praktis, ini adalah wadah, biasanya kuvet, di mana bahan tersebut disimpan.
Hubungan antara absorbansi dan konsentrasi (c) adalah sebanding. Biasanya, semakin pekat suatu zat, semakin banyak cahaya yang akan diserap. (Perhatikan kuantitas ini; secara praktis, itulah yang paling Anda minati!).
Jadi absorbansi (A) bahan berhubungan dengan intensitas awal cahaya, I0, dan intensitas cahaya yang ditransmisikan (apa yang datang di ujung yang lain), I. Besaran-besaran ini dapat dihubungkan dengan persamaan berikut.
Karena Anda tahu bahwa penyerapan sebanding dengan konsentrasi (c) dan panjang lintasan (l), Anda dapat menghubungkannya dengan besaran dalam persamaan ini sebagai berikut:
Dalam persamaan ini, adalah absorptivitas molar atau koefisien kepunahan molar. Nilai ini adalah koefisien dan intrinsik untuk penyerapan zat atau bahan yang bersangkutan pada panjang gelombang cahaya tertentu.
Satuan dan Hukum Bir
Karena selalu diperlukan untuk aplikasi praktis persamaan, Anda harus mengetahui: unit dari setiap komponen yang terlibat.
Konsentrasi (c) memiliki konsentrasi M atau mol per liter (mol L-1). Jalur cahaya (l) biasanya dilaporkan dalam sentimeter (cm). Absorptivitas molar biasanya dilaporkan dalam liter per mol-sentimeter (L mol-1 cm-1). Saat mengalikan c, l, dan, semua unit dibatalkan. Dengan demikian, maka absorbansi tidak memiliki unit.
Menggunakan Hukum Bir Untuk Menghitung Konsentrasi
Katakanlah Anda memiliki pewarna merah dalam larutan. Bagaimana cara menghitung konsentrasi zat warna dalam larutan?
Pewarna makanan Red #40 memiliki absorptivitas molar 25.900 L mol-1cm-1 pada panjang gelombang 501 nm. Anda menempatkan 1 mL larutan dalam kuvet dengan lebar 1 cm. Absorbansi yang terukur adalah 0,17. Apa konsentrasinya?
Masukkan nilai yang diketahui (A, dan l) ke dalam Hukum Beer dan kemudian selesaikan untuk konsentrasi:
Begitu:
Memecahkan untuk konsentrasi:
Berbicara tentang molaritas kecil seperti itu agak rumit. Para ilmuwan akan sering mengubah ini menjadi mikromolar sehingga lebih mudah untuk dibicarakan. Untuk melakukan ini, kalikan angkanya dengan 106. Jadi konsentrasi Red #40 dalam larutan itu adalah 6,56 M.