Закон Беер-Ламберта у ономе што се састоји, апликације и вјежбе се рјешавају



Тхе Беер-Ламбертов закон (Беер-Боугуер) је онај који повезује апсорпцију електромагнетног зрачења једне или више хемијских врста, са његовом концентрацијом и растојањем које светлост путује у интеракцијама честица-фотона. Овај закон обједињује два закона у једном.

Боугуеров закон (иако је препознавање пало на Хеинрицха Ламберта), утврђује да ће узорак апсорбовати више зрачења када су димензије апсорбујућег или материјалног медија веће; конкретно, његова дебљина, која је удаљеност л који пролази кроз светло приликом уласка и изласка.

На горњој слици приказана је апсорпција монохроматског зрачења; то јест, усаглашено са једном таласном дужином, λ. Упијајући медиј је унутар оптичке ћелије чија је дебљина л, и садржи хемијске врсте са концентрацијом ц.

Сноп светлости има почетни и коначни интензитет, означен симболима И0 и ја, респективно. Обратите пажњу да сам после интеракције са апсорбујућим медијумом мање од И0, што показује да је дошло до апсорпције зрачења. Што су старији ц и л, мања ће бити што се тиче И0; то ће бити више апсорпције и мање трансмиттанце.

Индек

  • 1 Шта је Беер-Ламбертов закон??
    • 1.1 Апсорпција и трансмисија
    • 1.2 Графика
  • 2 Апплицатионс
  • 3 Вежбе решене
    • 3.1 Вежба 1
    • 3.2 Вежба 2
  • 4 Референце

Шта је Беер-Ламбертов закон??

Горња слика савршено обухвата овај закон. Апсорпција зрачења у узорку се повећава или смањује експоненцијално у зависности од тога ц о л. Да би се закон разумио потпуно и једноставно, потребно је истаћи његове математичке аспекте.

Као што сам управо поменула, ја0 и И су интензитети монохроматског снопа светлости пре и после светлости. Неки текстови преферирају употребу П симбола0 и П, који алудирају на енергију зрачења, а не на њен интензитет. Овде ће објашњење наставити да користи интензитете.

За линеаризацију једнаџбе овог закона, мора се примијенити логаритам, углавном база 10:

Лог (И0/ И) = εлц

Термин (И0/ И) показује колико се смањује интензитет зрачења које производи апсорпција. Ламбертов закон разматра само л (εл), док Бееров закон игнорише л, али места ц уместо тога (εц). Надмоћна једначина је унија оба закона, и зато је она општи математички израз за Беер-Ламбертов закон.

Абсорбанца и трансмисија

Апсорбанција је дефинисана изразом Лог (И0/ И). Дакле, једначина је изражена на следећи начин:

А = εлц

Где је ε коефицијент екстинкције или моларна апсорпција, која је константна на одређеној таласној дужини.

Треба приметити да ако се дебљина апсорпционог медијума одржава константном, као ε, апсорбанца А ће зависити само од концентрације. ц, упијајућих врста. Поред тога, то је линеарна једначина, и = мк, где и је А, и к је ц.

Како се апсорпција повећава, трансмисија се смањује; то јест, колико се зрачења преноси након апсорпције. Они су стога обрнути. Да ја0/ И означава степен апсорпције, И / И0 једнак је трансмисији. Знајући ово:

И / И0 = Т

(И0/ И) = 1 / Т

Лог (И0/ И) = Лог (1 / Т)

Али, Лог (Ја0/ И) је једнако апсорбанци. Дакле, однос између А и Т је:

А = Лог (1 / Т)

И примена својстава логаритама и знајући да је Лог1 једнак 0:

А = -ЛогТ

Обично се преноси изражавају у процентима:

% Т = И / И0. 100

Грапхицс

Као што је раније речено, једначине одговарају линеарној функцији; стога се очекује да ће, када се исцртавају, дати равну линију.

Имајте на уму да на левој страни изнад слике имате линију добијену када цртате А против ц, и десно линија која одговара графу ЛогТ-а ц. Један има позитиван нагиб, а други негативан; што је већа апсорбанција, нижа је трансмисија.

Захваљујући овој линеарности, могуће је одредити концентрацију апсорбујућих хемијских врста (хромофора) ако је познато колико зрачења они апсорбују (А), или колико се зрачења преносе (ЛогТ). Када се та линеарност не посматра, каже се да је у одступању, позитивном или негативном, од Беер-Ламбертовог закона.

Апплицатионс

Уопштено говорећи, неке од најважнијих примена овог закона су наведене у наставку:

-Ако хемијска врста представља боју, то је пример кандидата за анализу колориметријским техникама. Они се заснивају на закону Беер-Ламберта и дозвољавају да се одреди концентрација аналита према апсорбанцијама добијеним спектрофотометром..

-Омогућава конструкцију кривуља калибрације, при чему се узимајући у обзир матрични ефекат узорка одређује концентрација врсте од интереса..

-Широко се користи за анализу протеина, јер неколико аминокиселина представљају важну апсорпцију у ултравиолетном подручју електромагнетног спектра.

-Хемијске реакције или молекуларне појаве које подразумевају промену боје, могу се анализирати помоћу вредности апсорпције, на једној или више таласних дужина..

-Помоћу мултиваријантне анализе могу се анализирати комплексне смеше хромофора. На тај начин се може одредити концентрација свих аналита, а поред тога, смеше се класификују и разликују једна од друге; на пример, одбацити ако два идентична минерала долазе из истог континента или одређене земље.

Решене вежбе

Вежба 1

Колика је апсорпција раствора који има пропуштање од 30% на таласној дужини од 640 нм?

Да би се то решило, довољно је прибјећи дефиницијама апсорбанције и трансмисије.

% Т = 30

Т = (30/100) = 0,3

И знајући да је А = -ЛогТ, израчун је директан:

А = -Лог 0,3 = 0,5228

Имајте на уму да нема јединица.

Вежба 2

Ако се растварање претходне вежбе састоји од В врсте чија је концентрација 2.30. 10-4 М, и под претпоставком да ћелија има дебљину од 2 цм: која је његова концентрација да би се добила трансмисија од 8%?

Ово решење можете решити директно:

-ЛогТ = εлц

Али, вредност ε је непозната. Према томе, она се мора израчунати на основу горе наведених података и претпоставља се да она остаје константна у широком распону концентрација:

ε = -ЛогТ / лц

= (-Лог 0,3) / (2 цм к 2,3 ∙ 10)-4 М)

= 1136.52 М-1∙ цм-1

И сада, можете наставити са израчунавањем са% Т = 8:

ц = -ЛогТ / εл

= (-Лог 0.08) / (1136.52 М-1∙ цм-1  к 2цм)

= 4.82. 10-4 М

Дакле, довољно је да врста В удвостручи своју концентрацију (4.82 / 2.3) да би смањила свој проценат трансмисије са 30% на 8%.

Референце

  1. Даи, Р., & Ундервоод, А. (1965). Куантитативе Аналитицал Цхемистри. (пети ред.). ПЕАРСОН Прентице Халл, стр. 469-474.
  2. Скоог Д.А., Вест Д.М. (1986). Инструментална анализа (други ред.). Интерамерицана., Мексико.
  3. Содерберг Т. (18. август 2014). Беер-Ламбертов закон. Цхемистри ЛибреТектс. Преузето са: цхем.либретектс.орг
  4. Цларк Ј. (мај 2016). Беер-Ламбертов закон. Преузето са: цхемгуиде.цо.ук
  5. Колориметријска анализа: Беерово право или спектрофотометријска анализа. Преузето са: цхем.уцла.еду
  6. Др. Ј.М. Фернандез Алварез (с.ф.). Аналитичка хемија: приручник за решене проблеме. [ПДФ] Преузето са: дадун.унав.еду