Beer's Definisjon og ligning

Beer's Law er en ligning som knytter demping av lys til egenskaper til et materiale. Loven sier at konsentrasjonen av et kjemikalie er direkte proporsjonal med absorbans av en løsning. Forholdet kan brukes til å bestemme konsentrasjon av en kjemisk art i en løsning ved bruk av et kolorimeter eller spektrofotometer. Forholdet brukes ofte i UV-synlig absorpsjonsspektroskopi. Vær oppmerksom på at Beer's Law ikke er gyldig ved høye løsnings konsentrasjoner.

Key Takeaways: Beer's Law

  • Beer's Law uttaler at konsentrasjonen av en kjemisk løsning er direkte proporsjonal med dens absorpsjon av lys.
  • Forutsetningen er at en lysstråle blir svakere når den går gjennom en kjemisk løsning. Dempingen av lys skjer enten som et resultat av avstand gjennom løsning eller økende konsentrasjon.
  • Beer's Law har mange navn, inkludert Beer-Lambert Law, Lambert-Beer Law og Beer-Lambert-Bouguer Law.

Andre navn på Beer's Law

Beer's Law er også kjent som Beer-Lambert Law, den Lambert-Beer Law, og Beer – Lambert – Bouguer Law

instagram viewer
. Årsaken til at det er så mange navn, er fordi mer enn en lov er involvert. I utgangspunktet oppdaget Pierre Bouger loven i 1729 og publiserte den i Essai D'Optique Sur La Gradation De La Lumière. Johann Lambert siterte Bougers oppdagelse i hans Photometria i 1760 og sa at absorbansen til en prøve er direkte proporsjonal med banelengden på lyset.

Selv om Lambert ikke påsto oppdagelse, ble han ofte kreditert det. August Beer oppdaget en beslektet lov i 1852. Beer's Law uttalte at absorbansen er proporsjonal med konsentrasjonen av prøven. Teknisk sett angår Beer's Law kun konsentrasjon, mens Beer-Lambert Law forholder absorbans til både konsentrasjon og prøvetykkelse.

Likning for Beer's Law

Beer's Law kan skrives ganske enkelt som:

A = εbc

hvor A er absorbans (ingen enheter)
ε er molar absorpsjon med enheter av L mol-1 cm-1 (tidligere kalt ekstinksjonskoeffisienten)
b er stiens lengde på prøven, vanligvis uttrykt i cm
c er konsentrasjonen av forbindelsen i løsning, uttrykt i mol L-1

Beregning av absorbansen til en prøve ved bruk av ligningen avhenger av to forutsetninger:

  1. Absorbansen er direkte proporsjonal med prøveløpets lengde (kyvettens bredde).
  2. Absorbansen er direkte proporsjonal med konsentrasjonen av prøven.
I dette eksemplet på Beer-Lambert-loven blir en grønn laser dempet når den går gjennom en løsning av Rhodamine 6G.
I dette eksemplet på Beer-Lambert-loven blir en grønn laser dempet når den går gjennom en løsning av Rhodamine 6G.Amirber

Hvordan bruke Beer's Law

Mens mange moderne instrumenter utfører Berers lovberegninger ved ganske enkelt å sammenligne en blank kyvette med en prøve, er det enkelt å lage en graf ved bruk av standardløsninger for å bestemme konsentrasjonen av et eksemplar. Graferingsmetoden forutsetter en rett linje sammenheng mellom absorbanse og konsentrasjon, som er gyldig for fortynnede løsninger.

Berers loveksempel Beregning

Det er kjent at en prøve har en maksimal absorbansverdi på 275 nm. Den molære absorpsjon er 8400 M-1cm-1. Kuvettens bredde er 1 cm. Et spektrofotometer finner A = 0,70. Hva er konsentrasjonen av prøven?

For å løse problemet, bruk Beer's Law:

A = εbc

0,70 = (8400 M-1cm-1) (1 cm) (c)

Del begge sider av ligningen med [(8400 M-1 cm-1) (1 cm)]

c = 8,33 x 10-5 mol / l

Betydningen av Beer's Law

Beer's Law er spesielt viktig innen kjemi, fysikk og meteorologi. Beer's Law brukes i kjemi for å måle konsentrasjonen av kjemiske løsninger, for å analysere oksidasjon og for å måle nedbrytning av polymer. Loven beskriver også demping av stråling gjennom jordas atmosfære. Når den normalt brukes på lys, hjelper loven også forskere til å forstå dempningen av partikkelstråler, for eksempel nøytroner. I teoretisk fysikk er Beer-Lambert Law en løsning for Bhatnagar-Gross-Krook (BKG) operatøren, som brukes i Boltzmann-ligningen for beregningsvæskedynamikk.

kilder

  • Øl, august. "" Bestimmung der Absorption des rothen Lichts in farbigen Flüssigkeiten "(Bestemmelse av absorpsjon av rødt lys i fargede væsker)." Annalen der Physik und Chemie, vol. 86, 1852, s. 15 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. Krøke. Spektrokjemisk analyse. Prentice Hall, 1988.
  • Lambert, J. H. Photometria sive de mensura et gradibus luminis, colorum et umbrae [Photometry, eller, På mål og graderinger av lys, farger og skygge]. Augsburg ("Augusta Vindelicorum"). Eberhardt Klett, 1760.
  • Mayerhöfer, Thomas Günter, og Jürgen Popp. "Beer's lov - hvorfor absorbans avhenger (nesten) lineært av konsentrasjon." Chemphyschem, vol. 20, nei. 4. desember 2018. gjør jeg:10,1002 / cphc.201801073