과학 실험을 수행 할 때 관련된 다양한 화학 물질의 정확한 농도를 알고 있어야합니다. 또한 반응에서 얼마나 많은 반응물이 사용되었는지 또는 얼마나 많은 제품이 만들어 졌는지 확인하기 위해 농도를 계산할 수있는 것도 중요합니다.
이를 위해 과학자들은 비어-램버트 법칙 ( "맥주의 법칙"이라고도 함) 흡광도에서 농도를 계산합니다. 다음 섹션에서는 Beer의 법칙을 실제로 사용하기위한 몇 가지 주요 구성 요소를 정의합니다.
Beer-Lambert 법칙이란 무엇입니까?
이 법칙은 재료를 가로 지르는 빛의 감쇠를 해당 재료의 물리적 특성과 관련시킵니다. 이 법칙의 가장 일반적인 용도 중 하나는 UV-Vis 흡수 분광법을 사용하는 것입니다.
재료를 통해 가시 광선을 비추고 있다고 가정합니다. 그 빛 중 일부는 재료의 다른면을 통과하지만 처음에 비춰진 빛이 전부는 아닙니다. 빛이 반대편으로 통과하지 못하는 것은 흡수.
흡수되는 빛의 양은 빛의 경로 (l)의 길이에 비례합니다. 실제로 이것은 문제의 재료가 들어있는 컨테이너 (보통 큐벳)입니다.
흡광도와 농도 (c)의 관계는 다음과 같습니다. 비례항. 일반적으로 물질이 더 집중 될수록 더 많은 빛이 흡수됩니다. (이 수량을 염두에 두십시오. 실제로 가장 관심이있는 부분입니다!).
따라서 재료의 흡광도 (A)는 빛의 초기 강도와 관련이 있습니다.0, 빛의 투과 된 강도 (다른 쪽 끝에서 나온 것), I. 이러한 양은 다음 방정식으로 관련 될 수 있습니다.
흡수가 농도 (c)와 경로 길이 (l) 모두에 비례한다는 것을 알고 있으므로이를 다음과 같이이 방정식의 양과 관련시킬 수 있습니다.
이 방정식에서 ϵ는 몰 흡수율 또는 몰 흡광 계수. 이 값은 계수이며 특정 파장의 빛에서 해당 물질 또는 물질의 흡수에 내재되어 있습니다.
단위와 맥주의 법칙
방정식의 실제 적용에 항상 필요하므로 단위 관련된 각 구성 요소의.
농도 (c)는 M 또는 리터당 몰 (mol L-1). 광 경로 (l)는 일반적으로 센티미터 (cm)로보고됩니다. 몰 흡수율은 일반적으로 몰 센티미터 당 리터 (L mol-1 센티미터-1). c, l 및 ϵ를 곱하면 모든 단위가 취소됩니다. 따라서 흡광도는 단위가 없습니다.
맥주의 법칙을 사용하여 농도 계산
용액에 빨간색 염료가 있다고 가정 해 보겠습니다. 용액의 염료 농도는 어떻게 계산합니까?
식용 염료 Red # 40의 몰 흡수율은 25,900 L mol입니다.-1센티미터-1 501 nm의 파장에서. 너비가 1cm 인 큐벳에 용액 1mL를 넣습니다. 측정 된 흡광도는 0.17입니다. 농도는 얼마입니까?
알려진 값 (A, ϵ 및 l)을 Beer의 법칙에 대입 한 다음 농도를 구합니다.
그래서:
농도 해결 :
그런 작은 어금니에 대해 말하는 것은 약간 번거 롭습니다. 과학자들은 종종 이것을 마이크로 몰로 변환하여 더 쉽게 이야기 할 것입니다. 이렇게하려면 숫자에 10을 곱하십시오.6. 따라서 해당 용액에서 Red # 40의 농도는 6.56 µM입니다.