სამეცნიერო ექსპერიმენტის ჩატარებისას საჭიროა იცოდეთ, რომ გაქვთ სხვადასხვა ქიმიკატების სწორი კონცენტრაცია. ასევე მნიშვნელოვანია კონცენტრაციის გამოთვლის შესაძლებლობა, რათა დადგინდეს, თუ რამდენია რეაქტიული ნივთიერება მოხმარებული რეაქციაში ან რამდენი პროდუქტი დამზადებულია.
ამ მიზნით, მეცნიერები იყენებენ ლუდის ლამბერტის კანონი (რომელსაც ასევე შეიძლება ეწოდოს "ლუდის კანონი") შთანთქმის კონცენტრაციის გამოთვლის მიზნით. შემდეგ ნაწილში განისაზღვრება რამდენიმე ძირითადი კომპონენტი ლუდის კანონის პრაქტიკული გამოყენებისათვის.
რა არის ლუდის ლამბერტის კანონი?
ეს კანონი უკავშირდება სინათლის შესუსტებას, რადგან ის გადის მასალს ამ მასალის ფიზიკურ თვისებებთან. ამ კანონის ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული გამოყენება იყენებს UV-Vis შთანთქმის სპექტროსკოპიას.
თქვით, რომ მასალის საშუალებით ანათებთ ხილულ სინათლეს. ამ შუქის ნაწილი მასალის მეორე მხარეს გაივლის, მაგრამ ეს არ იქნება მთელი შუქი, რომელიც თავდაპირველად ანათებდა. რასაც სინათლე არ გადადის მეორე მხარეს შეიწოვება.
შთანთქმული სინათლის რაოდენობა პროპორციულია სინათლის ბილიკის სიგრძისა (ლ). პრაქტიკულად, ეს არის კონტეინერი, ჩვეულებრივ კუვეტი, რომელშიც მოცემულია მოცემული მასალა.
დამოკიდებულება შთანთქმის და კონცენტრაციის (c) შორის არის პროპორციული. ჩვეულებრივ, რაც უფრო კონცენტრირებულია ნივთიერება, მით უფრო მეტი შუქი შეიწოვება. (გაითვალისწინეთ ეს რაოდენობა; პრაქტიკულად რომ ვთქვათ, ეს ყველაზე მეტად გაინტერესებთ!).
ამრიგად, მასალის შეწოვა (A) უკავშირდება სინათლის საწყის ინტენსივობას, I0და სინათლის გადაცემული ინტენსივობა (რაც მეორე ბოლოს მოხდა), ი. ეს სიდიდეები შეიძლება დაკავშირებული იყოს შემდეგი განტოლებით.
რადგან იცით, რომ შეწოვა პროპორციულია როგორც კონცენტრაციისა (გ), ასევე ბილიკის სიგრძეზე (ლ), შეგიძლიათ ეს დაუკავშიროთ ამ განტოლების რაოდენობებს, როგორც ასეთი:
ამ განტოლებაში ϵ არის მოლური შთანთქმის ან მოლური გადაშენების კოეფიციენტი. ეს მნიშვნელობა არის კოეფიციენტი და შინაგანია მოცემული ნივთიერების ან მასალის შთანთქმისთვის სინათლის კონკრეტულ ტალღის სიგრძეზე.
ერთეულები და ლუდის კანონი
რადგან ყოველთვის აუცილებელია განტოლებების პრაქტიკული გამოყენებისათვის, უნდა იცოდეთ ერთეულები თითოეული კომპონენტის მონაწილეობით.
კონცენტრაციას (გ) აქვს M ან მოლ კონცენტრაცია ლიტრზე (მოლ L)-1). სინათლის გზა (ლ) ჩვეულებრივ აღწერილია სანტიმეტრებში (სმ). მოლური შთანთქმის ჩვეულებრივ აღნიშნულია ლიტრებში მოლ-სანტიმეტრზე (L მოლი)-1 სმ-1). C, l და multi გამრავლებისას ყველა ერთეული უქმდება. როგორც ასეთი, აქედან გამომდინარეობს, რომ აბსორბცია არის ერთეული.
ლუდის კანონის გამოყენება კონცენტრაციის გამოსათვლელად
თქვით, რომ თქვენ გაქვთ წითელი საღებავი ხსნარში. როგორ გამოითვალეთ საღებავის კონცენტრაცია ხსნარში?
საკვებ საღებავს Red # 40 აქვს მოლური შთანთქმის 25,900 ლ მოლი-1სმ-1 501 ნმ ტალღის სიგრძეზე. თქვენ 1 მლ ხსნარს ათავსებთ 1 სმ სიგანის კუვეტში. იზომება შეწოვა არის 0,17. რა არის კონცენტრაცია?
ცნობილი მნიშვნელობები (A, ϵ და l) ჩადეთ ლუდის კანონში და შემდეგ ამოხსენით კონცენტრაციისთვის:
Ისე:
კონცენტრაციის გადაჭრა:
ასეთ პაწაწინა მოლარულობაზე საუბარი ცოტა რთულია. მეცნიერები ამას ხშირად გარდაქმნიან მიკრომოლარად, ასე რომ უფრო ადვილი იქნება საუბარი. ამისათვის რიცხვი გავამრავლოთ 10-ზე6. ამრიგად, წითელი # 40 კონცენტრაცია ხსნარში არის 6,56 მკმ.