Beer's Law er en ligning, der relaterer dæmpningen af lys til egenskaberne ved et materiale. Loven bestemmer, at koncentrationen af et kemikalie er direkte proportional med absorbansen af en løsning. Forholdet kan bruges til at bestemme koncentration af en kemisk art i en opløsning ved hjælp af et kolorimeter eller spektrofotometer. Forholdet bruges oftest i UV-synlig absorptionsspektroskopi. Bemærk, at Beer's Law ikke er gyldig ved høje opløsningskoncentrationer.
Key Takeaways: Beer's Law
- Beer's lov siger, at koncentrationen af en kemisk opløsning er direkte proportional med dens absorption af lys.
- Forudsætningen er, at en lysstråle bliver svagere, når den passerer gennem en kemisk opløsning. Dæmpningen af lys sker enten som et resultat af afstand gennem opløsning eller stigende koncentration.
- Beer's Law går under mange navne, herunder Beer-Lambert-loven, Lambert-Beer Law og Beer-Lambert-Bouguer Law.
Andre navne på Beer's Law
Beer's Law er også kendt som Beer-Lambert Law, det Lambert-Beer Law
, og Beer – Lambert – Bouguer Law. Årsagen til, at der er så mange navne, er fordi mere end en lov er involveret. Grundlæggende opdagede Pierre Bouger loven i 1729 og offentliggjorde den i Essai D'Optique Sur La Gradation De La Lumière. Johann Lambert citerede Bougers opdagelse i hans Photometria i 1760 og sagde, at absorbansen af en prøve er direkte proportional med lysets sti-længde.Selvom Lambert ikke hævdede opdagelse, blev han ofte krediteret for det. August Beer opdagede en beslægtet lov i 1852. Beer's Law erklærede, at absorbansen er proportional med koncentrationen af prøven. Teknisk angår Beer's lov kun koncentration, mens Beer-Lambert-loven vedrører absorbans til både koncentration og prøvetykkelse.
Ligning for ølens lov
Beer's Law kan skrives ganske enkelt som:
A = εbc
hvor A er absorbans (ingen enheder)
ε er den molære absorptivitet med enheder af L mol-1 cm-1 (tidligere kaldet ekstinktionskoefficienten)
b er prøveløbens længde, normalt udtrykt i cm
c er koncentrationen af forbindelsen i opløsning, udtrykt i mol L-1
Beregning af absorbans af en prøve ved hjælp af ligningen afhænger af to antagelser:
- Absorbansen er direkte proportional med prøveløbens længde (kuvettens bredde).
- Absorbansen er direkte proportional med koncentrationen af prøven.
Sådan bruges Beer's Law
Mens mange moderne instrumenter udfører Berers lovberegninger ved blot at sammenligne en tom kuvette med en prøve, er det let at udarbejde en graf ved hjælp af standardløsninger for at bestemme koncentrationen af en prøve. Grafningsmetoden antager et lineært forhold mellem absorbans og koncentration, som er gyldig for fortyndede opløsninger.
Bereks Eksempel Beregning
Det er kendt, at en prøve har en maksimal absorbansværdi på 275 nm. Dets molabsorptivitet er 8400 M-1cm-1. Kuvettens bredde er 1 cm. Et spektrofotometer finder A = 0,70. Hvad er koncentrationen af prøven?
For at løse problemet skal du bruge Beer's Law:
A = εbc
0,70 = (8400 M-1cm-1) (1 cm) (c)
Del begge sider af ligningen med [(8400 M.)-1 cm-1(1 cm)]
c = 8,33 x 10-5 mol / l
Betydningen af ølens lov
Beer's Law er især vigtig inden for områderne kemi, fysik og meteorologi. Beer's Law bruges i kemi til at måle koncentrationen af kemiske opløsninger, til at analysere oxidation og til at måle polymernedbrydning. Loven beskriver også dæmpningen af stråling gennem Jordens atmosfære. Mens den normalt anvendes på lys, hjælper loven også forskere med at forstå dæmpningen af partikelstråler, såsom neutroner. I teoretisk fysik er Beer-Lambert-loven en løsning til Bhatnagar-Gross-Krook (BKG) -operatøren, der bruges i Boltzmann-ligningen til beregningsfluiddynamik.
Kilder
- Øl, august. "" Bestimmung der Absorption des rothen Lichts in farbigen Flüssigkeiten "(Bestemmelse af absorption af rødt lys i farvede væsker)." Annalen der Physik und Chemie, vol. 86, 1852, pp. 78–88.
- Bouguer, Pierre. Essai d'optique sur la gradation de la lumière. Claude Jombert, 1729 s. 16–22.
- Ingle, J. D. J. og S. R. Krybe sammen. Spektrokemisk analyse. Prentice Hall, 1988.
- Lambert, J. H. Photometria sive de mensura et gradibus luminis, colorum et umbrae [Photometry eller, Om måling og gradationer af lys, farver og skygge]. Augsburg ("Augusta Vindelicorum"). Eberhardt Klett, 1760.
- Mayerhöfer, Thomas Günter og Jürgen Popp. "Beer's lov - hvorfor absorbans afhænger (næsten) lineært af koncentration." Chemphyschem, vol. 20, nr. 4, december 2018. doi:10,1002 / cphc.201801073