Beer-Lambert törvénye abban, hogy mit tartalmaz, alkalmazásokat és gyakorlatokat oldott meg



az Beer-Lambert törvénye (Beer-Bouguer) egy vagy több kémiai faj elektromágneses sugárzásának abszorpcióját, koncentrációját és a fényszemcsék foton kölcsönhatásai közötti távolságot köti össze. Ez a törvény két törvényt egyesít egyben.

Bouguer törvénye (bár az elismerés többet esik Heinrich Lambertre) megállapítja, hogy a minta több sugárzást fog felszívni, ha az abszorbens vagy anyagközeg mérete nagyobb; kifejezetten a vastagsága, ami a távolság l ami átmegy a fényen, amikor belép és kilép.

A monokromatikus sugárzás abszorpciója a felső képen látható; azaz egyetlen hullámhosszú, λ. Az abszorbens közeg egy optikai cellában van, amelynek vastagsága l, és koncentrációjú vegyi anyagokat tartalmaz c.

A fénysugár kezdeti és végső intenzitása az I szimbólumokkal van jelölve0 és I. Megjegyezzük, hogy az abszorbens közeggel való kölcsönhatás után az I-nél kisebb0, ami azt mutatja, hogy sugárzás abszorpció volt. Minél idősebbek c és l, kisebb leszek az I tekintetében0; vagyis nagyobb lesz az abszorpció és kevesebb lesz fényáteresztő.

index

  • 1 Mi a Beer-Lambert törvénye??
    • 1.1. Abszorpció és áthatolás
    • 1.2 Grafika
  • 2 Alkalmazások
  • 3 A gyakorlatok megoldása
    • 3.1 1. gyakorlat
    • 3.2 2. gyakorlat
  • 4 Referenciák

Mi a Beer-Lambert törvénye??

A felső kép tökéletesen magában foglalja ezt a törvényt. A sugárzás abszorpciója egy mintában exponenciálisan növekszik vagy csökken c vagy l. Ahhoz, hogy a jogot teljesen és egyszerűen megértsük, meg kell határozni a matematikai szempontokat.

Amint most említettem, én0 és én a monokróm fénysugár intenzitása a fény előtt és után. Néhány szöveg a P-szimbólumokat használja0 és P, amely a sugárzás energiájára utal, és nem az intenzitására. Itt a magyarázat folytatódik az intenzitások felhasználásával.

A törvény egyenletének linearizálásához a logaritmust kell alkalmazni, általában az alap 10:

Napló (I0/ I) = εlc

A kifejezés (I0/ I) jelzi, hogy az abszorpció által termelt sugárzás intenzitása mennyi csökken. Lambert törvénye szerint csak az l (εl), míg Beer törvénye figyelmen kívül hagyja a l, de helyeket c ehelyett (εc). A felsőbb egyenlet mindkét törvény egyesülése, ezért Beer-Lambert törvényének általános matematikai kifejezése.

Abszorpció és áthatolás

Az abszorbanciát a Log (I.) Kifejezés határozza meg0/ I). Így az egyenletet a következőképpen fejezzük ki:

A = εlc

Ahol ε az extinkciós koefficiens vagy a moláris abszorpció, amely egy bizonyos hullámhosszon állandó.

Megjegyezzük, hogy ha az abszorbens közeg vastagsága állandó marad, mint az ε, az A abszorbancia csak a koncentrációtól függ c, abszorbens fajok. Ezenkívül lineáris egyenlet, y = mx, ahol és A, és x ez c.

Amint az abszorbancia növekszik, a transzmittancia csökken; azaz, hogy mennyi sugárzást továbbítanak az abszorpció után. Ezért inverzek. Igen, én0/ I jelzi az abszorpció mértékét, I / I0 egyenlő a transzmisszióval. Ennek ismerete:

I / I0 = T

(I0/ I) = 1 / T

Napló (I0/ I) = Napló (1 / T)

De, Log (I0/ I) szintén megegyezik az abszorbanciával. Így az A és a T közötti kapcsolat:

A = Napló (1 / T)

És a logaritmusok tulajdonságainak alkalmazása és a Log1 0-ának egyenlősége:

A = -LogT

Általában a transzmissziókat százalékban fejezzük ki:

% T = I / I0∙ 100

grafika

Amint azt korábban említettük, az egyenletek egy lineáris függvénynek felelnek meg; ezért várható, hogy a rajzolás során egy egyenes vonalat adnak.

Ne feledje, hogy a fenti képen balra van egy vonal, amelyet az A ellen ábrázol c, és jobbra a LogT elleni grafikonnak megfelelő sort c. Az egyik pozitív lejtővel rendelkezik, a másik negatív; minél nagyobb az abszorbancia, annál kisebb az átviteli sebesség.

Ennek a linearitásnak köszönhetően lehetséges az abszorbens kémiai anyagok (kromoforok) koncentrációjának meghatározása, ha ismert, hogy mennyi sugárzást szívnak fel (A), vagy mennyi sugárzást továbbítanak (LogT). Ha ezt a linearitást nem tartják be, akkor azt mondják, hogy a Beer-Lambert törvénye szerint pozitív vagy negatív eltérést mutat.

alkalmazások

Általánosságban elmondható, hogy a törvény néhány legfontosabb alkalmazását az alábbiakban említjük:

-Ha egy kémiai anyag színt mutat, példaképpeni jelölt lehet kolorimetriás módszerekkel elemezni. Ezek a Beer-Lambert törvényein alapulnak, és lehetővé teszik az analitok koncentrációjának meghatározását spektrofotométerrel kapott abszorbancia alapján.

-Lehetővé teszi a kalibrációs görbék megalkotását, amellyel a minta mátrixhatását figyelembe véve meghatározzuk az érdeklődő fajok koncentrációját.

-Széles körben használják a fehérjék elemzésére, mivel számos aminosav fontos abszorpciót mutat az elektromágneses spektrum ultraibolya tartományában..

-Azok a kémiai reakciók vagy molekuláris jelenségek, amelyek a színváltozást jelzik, egy vagy több hullámhosszon lehetnek abszorbancia értékek segítségével..

-Többváltozós analízis segítségével a kromoforok összetett keverékeit elemezhetjük. Ily módon meghatározható az összes analit koncentrációja, továbbá osztályozhatjuk a keverékeket és megkülönböztetjük egymástól; például dobja el, ha két azonos ásványi anyag ugyanazon a kontinensen vagy egy adott országból származik.

Megoldott gyakorlatok

1. gyakorlat

Milyen abszorbanciája van egy olyan oldatnak, amelynek átviteli sebessége 640 nm hullámhosszon 30%?

Ennek megoldásához elegendő az abszorbancia és az átviteli meghatározás meghatározása.

% T = 30

T = (30/100) = 0,3

És tudva, hogy A = -LogT, a számítás közvetlen:

A = -Log 0,3 = 0,5228

Ne feledje, hogy nincs egysége.

2. gyakorlat

Ha az előző gyakorlat feloldása egy W fajból áll, amelynek koncentrációja 2,30 ∙ 10-4 M, és feltételezve, hogy a cellának 2 cm vastagsága van: mi legyen a koncentrációja, hogy 8% -os átviteli sebességet kapjunk?

Ezzel az egyenletsel közvetlenül megoldható:

-LogT = εlc

De az ε értéke ismeretlen. Ezért azt a fenti adatokkal kell kiszámítani, és azt feltételezzük, hogy a koncentrációk széles tartományában állandó marad:

ε = -LogT / lc

= (-Log 0,3) / (2 cm x 2,3 ∙ 10-4 M)

= 1136,52 M-1∙ cm-1

Most pedig a% T = 8 számítással folytathatja a számítást:

c = -LogT / εl

= (-Log 0,08) / (1136,52 M-1∙ cm-1  x 2 cm)

= 4,82 ∙ 10-4 M

Tehát elegendő, ha a W faj megduplázza a koncentrációjukat (4,82 / 2,3) annak érdekében, hogy 30% -ról 8% -ra csökkentsék az áteresztőképességük százalékát..

referenciák

  1. Day, R. és Underwood, A. (1965). Kvantitatív analitikai kémia. (ötödik kiadás). PEARSON Prentice Hall, 469-474.
  2. Skoog D.A., West D.M. (1986). Instrumentális elemzés (második kiadás). Interamericana., Mexikó.
  3. Soderberg T. (2014. augusztus 18.). A Beer-Lambert törvény. Kémia LibreTexts. Lap forrása: chem.libretexts.org
  4. Clark J. (2016. május). A Beer-Lambert törvény. Lap forrása: chemguide.co.uk
  5. Kolorimetrikus analízis: sör törvény vagy spektrofotometriás elemzés. Lap forrása: chem.ucla.edu
  6. Dr. J.M. Fernández Álvarez (N.d.). Analitikai kémia: megoldott problémák kézikönyve. [PDF]. Lap forrása: dadun.unav.edu