Atliekant mokslinį eksperimentą būtina žinoti, kad turite tinkamą skirtingų cheminių medžiagų koncentraciją. Taip pat svarbu mokėti apskaičiuoti koncentraciją, kad būtų galima nustatyti, kiek reagento sunaudota reakcijoje ar kiek pagaminto produkto.
Šiuo tikslu mokslininkai naudoja Alaus-Lamberto įstatymas (kuris taip pat gali būti vadinamas „Alaus dėsniu“), norint apskaičiuoti koncentraciją pagal absorbciją. Šiame skyriuje bus apibrėžti keli pagrindiniai komponentai, skirti praktiškai naudoti alaus įstatymą.
Kas yra „Beer-Lambert“ įstatymas?
Šis dėsnis susijęs su šviesos slopinimu, kai ji perkelia medžiagą į fizines tos medžiagos savybes. Vienas iš dažniausių šio dėsnio būdų yra UV-Vis absorbcijos spektroskopija.
Tarkime, kad jūs apšviečiate matomą šviesą per medžiagą. Dalis tos šviesos praeis kitoje medžiagos pusėje, bet greičiausiai tai nebus visa šviesa, kuri iš pradžių buvo apšviesta. Kad ir kokia šviesa nepraeitų į kitą pusę absorbuojamas.
Sugertos šviesos kiekis yra proporcingas šviesos kelio ilgiui (l). Praktiškai tai yra talpykla, dažniausiai kiuvetė, kurioje laikoma atitinkama medžiaga.
Absorbcijos ir koncentracijos (c) santykis yra proporcingas. Paprastai kuo koncentruotesnė medžiaga, tuo daugiau šviesos sugers. (Turėkite omenyje šį kiekį; praktiškai tai domina labiausiai!).
Taigi medžiagos absorbcija (A) yra susijusi su pradiniu šviesos intensyvumu I0, ir perduodamas šviesos intensyvumas (kas perėjo iš kito galo), aš. Šiuos dydžius galima susieti pagal šią lygtį.
Kadangi žinote, kad absorbcija yra proporcinga tiek koncentracijai (c), tiek kelio ilgiui (l), galite susieti tai su šios lygties kiekiais:
Šioje lygtyje ϵ yra molinis sugeriamumas arba molinis ekstinkcijos koeficientas. Ši vertė yra koeficientas ir būdinga tam tikros medžiagos ar medžiagos absorbcijai esant tam tikram šviesos bangos ilgiui.
Vienetai ir alaus įstatymas
Kadangi tai visada būtina praktiškai pritaikant lygtis, turite žinoti vienetų kiekvieno susijusio komponento.
Koncentracijos (c) koncentracija yra M arba moliai litre (mol L-1). Šviesos kelias (l) paprastai nurodomas centimetrais (cm). Molinis sugeriamumas paprastai nurodomas litrais / mol-centimetras (L mol-1 cm-1). Padauginus c, l ir ϵ, visi vienetai atšaukiami. Iš to išplaukia, kad absorbcija yra vienetinė.
Alaus dėsnio naudojimas skaičiuojant koncentraciją
Tarkime, kad tirpale turite raudonų dažų. Kaip apskaičiuotumėte dažų koncentraciją tirpale?
Maisto dažų „Red # 40“ molinis absorbcijos koeficientas yra 25 900 L mol-1cm-1 esant 501 nm bangos ilgiui. 1 ml tirpalo įdedate į 1 cm pločio kiuvetę. Išmatuota absorbcija yra 0,17. Kokia yra koncentracija?
Į alaus dėsnį prijunkite žinomas vertes (A, ϵ ir l) ir išspręskite koncentracijai:
Taigi:
Sprendimas susikaupti:
Kalbėti apie tokį mažą moliarumą yra šiek tiek sudėtinga. Mokslininkai dažnai tai paverčia mikromoliais, kad būtų lengviau kalbėti. Norėdami tai padaryti, padauginkite skaičių iš 106. Taigi raudonojo # 40 koncentracija tame tirpale yra 6,56 µM.