Veicot zinātnisku eksperimentu, ir jāzina, ka jums ir pareiza dažādu iesaistīto ķīmisko vielu koncentrācija. Ir arī svarīgi, lai varētu aprēķināt koncentrāciju, lai noteiktu, cik daudz reaģenta ir izlietots reakcijā vai cik produkts ir izgatavots.
Šajā nolūkā zinātnieki izmanto Alus-Lamberta likums (ko var saukt arī par "alus likumu"), lai aprēķinātu koncentrāciju no absorbcijas. Šajā sadaļā tiks definēti daži galvenie komponenti alus likuma praktiskai izmantošanai.
Kas ir alus-Lamberta likums?
Šis likums attiecas uz gaismas vājināšanu, kad tas šķērso materiālu ar šī materiāla fizikālajām īpašībām. Viens no visizplatītākajiem šī likuma izmantošanas veidiem izmanto UV-Vis absorbcijas spektroskopiju.
Pieņemsim, ka jūs caur materiālu spīdat redzamu gaismu. Daļa no šīs gaismas šķērsos materiāla otrā pusē, taču, visticamāk, tā nebūs visa gaisma, kas sākotnēji spīdēja. Neatkarīgi no tā, kāda gaisma nepāriet uz otru pusi, tas ir uzsūcas.
Absorbētās gaismas daudzums ir proporcionāls gaismas ceļa garumam (l). Praktiski tas ir konteiners, parasti kivete, kurā atrodas attiecīgais materiāls.
Attiecība starp absorbciju un koncentrāciju (c) ir proporcionāls. Parasti, jo koncentrētāka viela, jo vairāk gaismas absorbēsies. (Paturiet prātā šo daudzumu; praktiski runājot, tas ir tas, kas jūs visvairāk interesē!).
Tādējādi materiāla absorbcija (A) ir saistīta ar sākotnējo gaismas intensitāti I0, un gaismas pārraidītā intensitāte (kas nāca caur otru galu), es. Šos lielumus var saistīt ar šādu vienādojumu.
Tā kā jūs zināt, ka absorbcija ir proporcionāla gan koncentrācijai (c), gan ceļa garumam (l), jūs varat to saistīt ar daudzumiem šajā vienādojumā:
Šajā vienādojumā ϵ ir molārā absorbcija vai molārā ekstinkcijas koeficients. Šī vērtība ir koeficients un ir raksturīga attiecīgās vielas vai materiāla absorbcijai noteiktā gaismas viļņa garumā.
Vienības un alus likums
Tā kā tas vienmēr ir nepieciešams vienādojumu praktiskai pielietošanai, jums jāzina vienības katra iesaistītā komponenta.
Koncentrācijas (c) koncentrācija ir M vai molos litrā (mol L-1). Gaismas ceļš (l) parasti tiek norādīts centimetros (cm). Molārā absorbcija parasti tiek norādīta litros uz molmocimetru (L mol-1 cm-1). Reizinot c, l un ϵ, visas vienības atceļ. Kā tāds izriet, ka absorbcija nav vienīga.
Alus likuma izmantošana koncentrācijas aprēķināšanai
Pieņemsim, ka šķīdumā ir sarkana krāsa. Kā jūs aprēķinātu krāsas koncentrāciju šķīdumā?
Pārtikas krāsvielas Red # 40 molārā absorbcijas spēja ir 25 900 L mol-1cm-1 pie viļņa garuma 501 nm. 1 ml šķīduma ievieto kivetē ar 1 cm platumu. Izmērītā absorbcija ir 0,17. Kāda ir koncentrācija?
Pievienojiet zināmās vērtības (A, ϵ un l) alus likumam un pēc tam atrisiniet koncentrācijai:
Tātad:
Koncentrēšanās risināšana:
Runāt par tik niecīgu molaritāti ir mazliet apgrūtinoši. Zinātnieki to bieži pārvērš mikromolārā, lai par to būtu vieglāk runāt. Lai to izdarītu, reiziniet skaitli ar 106. Tādējādi Red # 40 koncentrācija šajā šķīdumā ir 6,56 µM.