Bilimsel bir deney yaparken, ilgili farklı kimyasalların doğru konsantrasyonuna sahip olduğunuzu bilmek gerekir. Bir reaksiyonda bir reaktantın ne kadarının kullanıldığını veya ne kadar ürün yapıldığını belirlemek için konsantrasyonu hesaplayabilmek de önemlidir.
Bu amaçla bilim adamları, Bira-Lambert Yasası (buna "Bira Yasası" da denebilir) absorbanstan konsantrasyonu hesaplamak için kullanılır. Aşağıdaki bölüm, Bira Yasasının pratik kullanımı için bazı temel bileşenleri tanımlayacaktır.
Beer-Lambert Yasası Nedir?
Bu yasa, bir malzemeyi geçerken ışığın zayıflamasını o malzemenin fiziksel özellikleriyle ilişkilendirir. Bu yasanın en yaygın kullanımlarından biri UV-Vis absorpsiyon spektroskopisini kullanır.
Diyelim ki bir malzemeye bir miktar görünür ışık saçıyorsunuz. Bu ışığın bir kısmı malzemenin diğer tarafından geçecektir, ancak muhtemelen başlangıçta parlayan ışığın tamamı olmayacaktır. Işık diğer tarafa geçmez emilen.
Emilen ışık miktarı, ışık yolunun uzunluğu (l) ile orantılıdır. Pratik olarak, bu, söz konusu malzemenin tutulduğu, genellikle bir küvet olan kaptır.
Absorbans ve konsantrasyon (c) arasındaki ilişki, orantılı. Genellikle, bir madde ne kadar konsantre olursa, ışık o kadar fazla emilir. (Bu miktarı aklınızda bulundurun; pratik olarak konuşursak, en çok ilgilendiğiniz şey bu!).
Böylece malzemenin absorbansı (A), ışığın ilk yoğunluğu ile ilişkilidir.0, ve ışığın iletilen yoğunluğu (diğer uçtan gelen), I. Bu miktarlar aşağıdaki denklemle ilişkilendirilebilir.
Absorpsiyonun hem konsantrasyon (c) hem de yol uzunluğu (l) ile orantılı olduğunu bildiğiniz için, bunu bu denklemdeki miktarlarla şu şekilde ilişkilendirebilirsiniz:
Bu denklemde, ϵ molar absorpsiyon veya molar yok olma katsayısı. Bu değer bir katsayıdır ve belirli bir ışık dalga boyunda söz konusu madde veya malzemenin absorpsiyonuna özgüdür.
Birimler ve Bira Yasası
Denklemlerin pratik uygulaması için her zaman gerekli olduğundan, birimler dahil olan her bir bileşenin
Konsantrasyon (c), litre başına M veya mol konsantrasyonuna sahiptir (mol L-1). Işık yolu (l) genellikle santimetre (cm) olarak belirtilir. Molar absorptivite genellikle mol-santimetre başına litre olarak rapor edilir (L mol-1 santimetre-1). c, l ve ϵ çarpılırken tüm birimler birbirini götürür. Bu nedenle, absorbansın birimsiz olduğu sonucu çıkar.
Konsantrasyon Hesaplamak İçin Bira Yasasını Kullanma
Diyelim ki bir solüsyonda kırmızı bir boya var. Çözeltideki boya konsantrasyonunu nasıl hesaplarsınız?
Kırmızı #40 gıda boyası 25.900 L mol'lük bir molar absorptiviteye sahiptir.-1santimetre-1 501 nm dalga boyunda. 1 cm genişliğinde bir küvete 1 mL solüsyon koyun. Ölçülen absorbans 0.17'dir. Konsantrasyon nedir?
Bilinen değerleri (A, ϵ ve l) Beer Yasasına takın ve ardından konsantrasyonu çözün:
Yani:
Konsantrasyon için çözme:
Böyle küçük bir molariteden bahsetmek biraz zahmetli. Bilim adamları bunu genellikle mikromolara dönüştürecekler, böylece hakkında konuşmak daha kolay olacak. Bunu yapmak için sayıyı 10 ile çarpın6. Dolayısıyla bu çözeltideki Kırmızı #40 konsantrasyonu 6.56 uM'dir.