Bier-Lambert-Gesetz

Was ist Bier-Lambe-Gesetz??

Der Bier-Lambert-Gesetz (Beer-Bouguer) ist eine, die die Absorption der elektromagnetischen Strahlung einer oder mehrerer chemischer Spezies mit seiner Konzentration und dem Abstand, der das Licht in den Partikelphotonenwechselwirkungen betreibt, bezieht. Dieses Gesetz vereint zwei Gesetze in einem.

Das Bouguers Gesetz (obwohl die Anerkennung mehr über Heinrich Lambert gefallen ist) legt fest, dass eine Probe eine größere Strahlung absorbiert, wenn die Abmessungen der Absorptionsumgebung oder der materiellen Umgebung größer sind. Insbesondere seine Dicke, die die Entfernung entsteht l Das läuft beim Betreten und Ausgehen durch das Licht.

Strahlung von einer Probe absorbiert. Quelle: marmot2019 [CC BY-SA 4.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/4.0)] aus Wikimedia Commons

Das überlegene Bild zeigt die Absorption von monochromatischer Strahlung; Das heißt, bestehend aus einer einzelnen Wellenlänge, λ. Das absorbierende Medium befindet sich in einer optischen Zelle, deren Dicke ist l, und enthält chemische Spezies mit einer Konzentration C.

Der Lichtstrahl hat eine anfängliche und endgültige Intensität, die mit den Symbolen i bezeichnet wird₀ und ich jeweils. Beachten Sie, dass ich nach dem Interaktion mit dem absorbierenden Medium weniger ist als ich₀, was zeigt, dass es Strahlungsabsorption gab. Je älter sie sind C Und l, kleiner wird ich in Bezug auf mich sein₀; Das heißt, es wird mehr Absorption und weniger geben Durchlässigkeit.

Erklärung des Bier-Lambe-Gesetzes

Das überlegene Bild umfasst dieses Gesetz perfekt. Die Strahlungsabsorption in einer Probe nimmt in Abhängigkeit von der Exponentials zu oder verringert C entweder l. Um das Gesetz vollständig und leicht zu verstehen, ist es notwendig, seine mathematischen Aspekte zu grenzen.

Wie erst erwähnt, ich₀ Und ich bin die Intensitäten des monochromatischen Lichtstrahls vor und nach dem Licht. Einige Texte bevorzugen P -Symbole₀ und p, die auf Strahlungsenergie und nicht auf seine Intensität anspielt. Hier wird die Erklärung die Intensität weiterhin nutzen.

Kann Ihnen dienen: Acetophenon

Um die Gleichung dieses Gesetzes linearisieren, muss der Logarithmus angewendet werden, normalerweise die Basis 10:

Log (i₀/I) = εlC

Der Begriff (ich₀/I) gibt an, wie stark die Intensität des Strahlungsprodukts der Absorption abnimmt. Lamberts Gesetz berücksichtigt nur L (εl), während Bier l ignoriert, aber Orte C Stattdessen (εC). Die höhere Gleichung ist die Vereinigung beider Gesetze und daher der allgemeine mathematische Ausdruck für das Bier-Lambe-Gesetz.

Absorption und Durchlässigkeit

Die Absorption wird durch den Begriff log (i₀/Yo). Somit wird die Gleichung wie folgt ausgedrückt:

A = εlC

Wobei ε der Aussterbenkoeffizient oder die molare Absoranität ist, was bei einer bestimmten Wellenlänge konstant ist.

Beachten Sie, dass, wenn die Dicke der Absorption konstant bleibt, genau wie ε, die Absorption, die ausschließlich von der Konzentration abhängt C, von absorbierenden Spezies. Außerdem ist es eine lineare Gleichung, y = mx, wo Und ist a und X Ist C.

Mit zunehmender Absorption nimmt die Durchlässigkeit ab; Dies ist, wie viel Strahlung nach Absorption übertragen werden kann. Sie sind daher umgekehrt. Ja₀/Ich gibt den Absorptionsgrad an, i/i₀ Es ist gleich der Durchlässigkeit. Das wissen:

I/i₀ = T

(Yo₀/I) = 1/t

Log (i₀/I) = log (1/t)

Aber log (ich₀/I) es ist auch gleich der Absorption. Die Beziehung zwischen und T ist also:

A = log (1/t)

Und Anwenden der Eigenschaften der Logarithmen und zu wissen, dass log1 gleich 0 ist:

A = -logt

Normalerweise werden Übertragung in Prozent ausgedrückt:

%T = i/i₀∙ 100

Grafiken

Wie oben erwähnt, entsprechen die Gleichungen einer linearen Funktion; Daher wird erwartet, dass sie beim Diagramm eine Linie geben.

Kann Ihnen dienen: Was ist chemische Kinetik?? Grafiken für Bier-Lambert-Gesetz. Quelle: Gabriel Bolívar

Beachten Sie, dass Sie links vom Bild oben die Linie erhalten haben C, und rechts die Zeile, die dem LOTT -Diagramm entspricht C. Einer hat eine positive Steigung und der andere negativ; Je größer die Absorption ist, desto niedriger ist die Durchlässigkeit.

Dank dieser Linearität kann die Konzentration der absorbierenden chemischen (Chromophoren) Spezies bestimmt werden, wenn bekannt ist, wie viel Strahlung sie absorbieren (a) oder wie viel Strahlung sie übertragen wird (Lott). Wenn diese Linearität nicht beobachtet wird, wird gesagt, dass sie einer positiven oder negativen Abweichung des Bier-Lambert-Gesetzes ausgesetzt ist.

Bier-Lambe-Rechtsanträge

Im Allgemeinen werden einige der wichtigsten Anwendungen dieses Gesetzes nachstehend erwähnt:

-Wenn eine chemische Spezies Farbe hat, ist es ein beispielhafter Kandidat, durch kolorimetrische Techniken analysiert zu werden. Diese basieren auf dem Bier-Lambert-Gesetz und ermöglichen es, die Konzentration der Analyten auf der Grundlage der mit einem Spektrophotometer erhaltenen Absorptionen zu bestimmen.

-Es ermöglicht die Erstellung der Kalibrierungskurven, mit denen der Probenmatrixeffekt berücksichtigt wird, die Konzentration der interessierenden Arten bestimmt.

-Es wird häufig zur Analyse von Proteinen verwendet, da mehrere Aminosäuren wichtige Absorptionen im ultravioletten Bereich des elektromagnetischen Spektrums aufweisen.

-Chemische Reaktionen oder molekulare Phänomene, die eine Änderung der Färbung implizieren, können durch Absorptionswerte bei einer oder mehreren Wellenlängen analysiert werden.

-Durch multivariate Analyse können komplexe Chromophorenmischungen analysiert werden. Auf diese Weise kann die Konzentration aller Analyten bestimmt und auch Gemische klassifizieren und voneinander unterscheiden. Zum Beispiel ausschließen, ob zwei identische Mineralien aus demselben spezifischen Kontinent oder Land stammen.

Kann Ihnen dienen: starke Säure

Gelöste Übungen

Übung 1

Was ist die Absorption einer Lösung, die eine 30% ige Durchlässigkeit zu einer Wellenlänge von 640 nm darstellt?

Um es zu lösen, wenden Sie sich einfach zu den Definitionen von Absorption und Durchlässigkeit.

%T = 30

T = (30/100) = 0,3

Und zu wissen, dass a = -logt die Berechnung direkt ist:

A = -log 0,3 = 0,5228

Beachten Sie, dass Ihnen Einheiten fehlen.

Übung 2

Wenn die Auflösung des Vorjahres aus einer Art besteht, deren Konzentration 2,30 ∙ 10 beträgt^-4 M und unter Annahme, dass die Zelle eine Dicke von 2 cm hat: Was sollte ihre Konzentration sein, um eine 8% ige Transmission zu erhalten?

Es könnte direkt mit dieser Gleichung gelöst werden:

-Logt = εlC

Aber der Wert von ε ist unbekannt. Daher muss es mit den vorherigen Daten berechnet werden, und es wird angenommen, dass es in einem weiten Konzentrationsbereich konstant bleibt:

ε = -logt/lC

= (-Log 0,3)/ (2 cm x 2,3 ∙ 10^-4 M)

= 1136,52 m^-1∙ cm^-1

Und jetzt können Sie mit %t = 8 berechnen:

C = -Logt/εl

= (-Log 0.08)/ (1136,52 m^-1∙ cm^-1  x 2 cm)

= 4,82 ∙ 10^-4 M

Dann doppelt die W -Spezies doppelt so.

Verweise

1. Das Bier-Lambert-Gesetz. Chemistry Librettexts. Erholt von: Chem.Librettexts.Org
2. Das Bier-Lambert-Gesetz. Erholt von: Chemguide.CO.Vereinigtes Königreich