De Beer-Lambert-loven (Beer-Bouguer) er en som relaterer absorpsjonen av elektromagnetisk stråling fra en eller flere kjemiske arter, med konsentrasjonen og avstanden som lyset beveger seg i partikkel-foton-interaksjoner. Denne loven samler to lover i en.
Bougues lov (selv om anerkjennelsen har falt mer på Heinrich Lambert), fastslår at en prøve vil absorbere mer stråling når dimensjonene til det absorberende mediet eller materialet er større; nærmere bestemt tykkelsen, som er avstanden l at lyset beveger seg når det kommer inn og ut.
Det øvre bildet viser absorpsjonen av monokromatisk stråling; det vil si sammensatt av en enkelt bølgelengde, λ. Det absorberende mediet er inne i en optisk celle, hvis tykkelse er l, og inneholder kjemiske arter med en konsentrasjon c.
Lysstrålen har en innledende og endelig intensitet, angitt med symbolene I0 og jeg, henholdsvis. Merk at etter interaksjon med det absorberende mediet er jeg mindre enn jeg0, som viser at det var absorpsjon av stråling. Jo eldre de er c Y l, mindre vil jeg være med hensyn til jeg0; det vil si at det blir mer absorpsjon og mindre overføring.
Artikkelindeks
Bildet ovenfor omfatter perfekt denne loven. Absorpsjonen av stråling i en prøve øker eller avtar eksponentielt som en funksjon av c eller l. For å forstå og forstå loven fullt ut, er det nødvendig å skjære i dens matematiske aspekter.
Som nettopp nevnt, jeg0 og jeg er intensitetene til den monokromatiske lysstrålen henholdsvis før og etter lyset. Noen tekster foretrekker å bruke symbolene P0 og P, som refererer til energien til strålingen og ikke til dens intensitet. Her vil forklaringen fortsette ved hjelp av intensitetene.
For å linjere ligningen til denne loven, må logaritmen brukes, generelt basen 10:
Logg (I0/ I) = εlc
Begrepet (I0/ I) indikerer hvor mye intensiteten til absorpsjonsproduktet av absorpsjon synker. Lamberts lov tar bare hensyn til l (εl), mens Beer's lov ignorerer l, men plasserer c i stedet (εc). Den øvre ligningen er foreningen av begge lovene, og er derfor det generelle matematiske uttrykket for Beer-Lambert-loven.
Absorbansen er definert av begrepet Log (I0/ JEG). Dermed uttrykkes ligningen som følger:
A = εlc
Hvor ε er ekstinksjonskoeffisienten eller molar absorpsjonsevne, som er konstant ved en gitt bølgelengde.
Merk at hvis tykkelsen på det absorberende mediet holdes konstant, som ε, vil absorbansen A bare avhenge av konsentrasjonen c, av absorberende arter. Det er også en lineær ligning, y = mx, hvor Y er A, og x Det er c.
Når absorbansen øker, reduseres transmittansen; det vil si hvor mye stråling som klarer å overføres etter absorpsjon. De er derfor omvendte. Ja jeg0/ I indikerer graden av absorpsjon, I / I0 er lik transmittans. Å vite dette:
Jeg / jeg0 = T
(JEG0/ I) = 1 / T
Logg (I0/ I) = Logg (1 / T)
Men, Logg (jeg0/ I) er også lik absorbans. Så forholdet mellom A og T er:
A = Logg (1 / T)
Og å bruke egenskapene til logaritmer og vite at Log1 er lik 0:
A = -Logg
Overføringer uttrykkes vanligvis i prosent:
% T = I / I0∙ 100
Som tidligere nevnt tilsvarer ligningene en lineær funksjon; Derfor forventes det at når de tegnes i graf, vil de gi en linje.
Merk at til venstre for bildet ovenfor er linjen oppnådd ved å tegne A mot c, og til høyre linjen som tilsvarer grafen til LogT mot c. Den ene har en positiv skråning, og den andre negativ; jo høyere absorbans, jo lavere transmittans.
Takket være denne lineariteten kan konsentrasjonen av de absorberende kjemiske artene (kromoforer) bestemmes hvis det er kjent hvor mye stråling de absorberer (A), eller hvor mye stråling som overføres (LogT). Når denne lineariteten ikke blir observert, sies det at den står overfor et avvik, positivt eller negativt, fra Beer-Lambert-loven.
Generelt er noen av de viktigste anvendelsene av denne loven nevnt nedenfor:
-Hvis en kjemisk art viser farge, er det en eksemplarisk kandidat som skal analyseres ved kolorimetriske teknikker. Disse er basert på Beer-Lambert-loven, og tillater å bestemme konsentrasjonen av analyttene som en funksjon av absorbansene oppnådd med et spektrofotometer..
-Det tillater konstruksjon av kalibreringskurver, som med tanke på matriseeffekten av prøven bestemmes konsentrasjonen av arten av interesse..
-Det brukes mye til å analysere proteiner, ettersom flere aminosyrer har signifikante absorpsjoner i det ultrafiolette området i det elektromagnetiske spekteret..
-Kjemiske reaksjoner eller molekylære fenomener som involverer en endring i farge kan analyseres ved hjelp av absorbansverdier ved en eller flere bølgelengder..
-Ved hjelp av multivariat analyse kan komplekse blandinger av kromoforer analyseres. På denne måten kan konsentrasjonen av alle analytter bestemmes, og blandingene kan også klassifiseres og differensieres fra hverandre; for eksempel utelukke om to identiske mineraler kommer fra samme kontinent eller bestemte land.
Hva er absorbansen til en løsning som har en transmittans på 30% ved en bølgelengde på 640 nm??
For å løse det, er det bare å gå til definisjonene av absorbans og overføring.
% T = 30
T = (30/100) = 0,3
Og å vite at A = -LogT, er beregningen grei:
A = -Logg 0,3 = 0,5228
Merk at den mangler enheter.
Hvis løsningen fra forrige øvelse består av en art W som har en konsentrasjon på 2,30 ∙ 10-4 M, og forutsatt at cellen er 2 cm tykk: hva skal konsentrasjonen være for å oppnå en overføring på 8%??
Det kan løses direkte med denne ligningen:
-LogT = εlc
Men verdien av ε er ukjent. Derfor må den beregnes med de forrige dataene, og det antas at den forblir konstant over et bredt spekter av konsentrasjoner:
ε = -LogT / lc
= (-Logg 0,3) / (2 cm x 2,3 ∙ 10-4 M)
= 1136,52 M-1∙ cm-1
Og nå kan du fortsette til beregningen med% T = 8:
c = -LogT / εl
= (-Logg 0,08) / (1136,52 M-1∙ cm-1 x 2cm)
= 4,82 ∙ 10-4 M
Deretter er det nok for W-arten å doble konsentrasjonen (4.82 / 2.3) for å redusere overføringsprosenten fra 30% til 8%..
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.