Law of Beer-Lambert i vad det består av, applikationer och övningar lösas



den Öl-lambert lag (Öl-Bouguer) är en som hänför sig absorption av elektromagnetisk strålning av en eller flera kemiska ämnen, dess koncentration och avståndet ljuset färdas i partikel-fotonväxelverkningar. Denna lag sammanför två lagar i en.

Bouguers lag (även om erkännandet har fallit mer på Heinrich Lambert) fastställer att ett prov kommer att absorbera mer strålning när dimensionerna av absorberande eller materialmediet är större; Speciellt dens tjocklek, vilket är avståndet l som går genom ljuset när du går in och lämnar.

Absorptionen av monokromatisk strålning visas i den övre bilden; det vill säga överensstämd med en enda våglängd, A. Det absorberande mediet är inuti en optisk cell, vars tjocklek är l, och den innehåller kemiska arter med en koncentration c.

Lysstrålen har en initial och slutlig intensitet, betecknad med symbolerna I0 och jag respektive Observera att efter att ha interagerat med absorberingsmediet är jag mindre än jag0, vilket visar att det var strålningsabsorption. Ju äldre de är c och l, mindre blir jag om jag0; det vill säga det blir mer absorption och mindre transmittans.

index

  • 1 Vad är Beer-Lambert's lag??
    • 1.1 Absorbans och transmittans
    • 1,2 grafik
  • 2 applikationer
  • 3 Övningar löst
    • 3.1 Övning 1
    • 3.2 Övning 2
  • 4 referenser

Vad är Beer-Lamberts lag??

Den övre bilden omfattar perfekt denna lag. Absorptionen av strålning i ett prov ökar eller minskar exponentiellt beroende på c eller l. För att förstå lagen helt och hållet är det nödvändigt att beskriva dess matematiska aspekter.

Som just nämnt, jag0 och jag är intensiteten hos den monokromatiska ljusstrålen före respektive efter ljuset. Vissa texter föredrar att använda P-symboler0 och P, som hänför sig till strålningsenergin och inte till dess intensitet. Här kommer förklaringen att fortsätta använda intensiteterna.

För att linearisera ekvationen i denna lag måste logaritmen appliceras, i allmänhet basen 10:

Logg (I0/ I) = εlc

Termen (I0/ I) anger hur mycket strålningens intensitet som uppstår vid absorptionen minskar. Lamberts lag betraktar endast l (εl), medan ölens lag ignorerar l, men platser c istället (εc). Den överlägsna ekvationen är föreningen av båda lagarna, och därför är det det allmänna matematiska uttrycket för öl-Lamberts lag.

Absorbans och transmittans

Absorbans definieras av termen Log (I0/ I). Således uttrycks ekvationen enligt följande:

A = εlc

Där ε är extinktionskoefficienten eller molär absorptionsförmåga, som är en konstant vid en viss våglängd.

Observera att om absorptionsmedlets tjocklek hålls konstant, så som absorbans A, beror absorbansen A endast på koncentrationen c, av den absorberande arten. Dessutom är det en linjär ekvation, y = mx, var och är A och x detta är c.

När absorbansen ökar minskar transmittansen; det vill säga hur mycket strålning som överförs efter absorption. De är därför inverser. Ja jag0/ I anger graden av absorption, I / I0 är lika med transmittans. Att veta detta:

Jag / jag0 = T

(I0/ I) = 1 / T

Logg (I0/ I) = Log (1 / T)

Men, Log (I0/ I) är också lika med absorbansen. Så förhållandet mellan A och T är:

A = Log (1 / T)

Och tillämpa logaritmens egenskaper och veta att Log1 är lika med 0:

A = -LogT

Vanligtvis uttrycks transmittanserna i procentandelar:

% T = I / I0∙ 100

grafiskt

Som tidigare sagt motsvarar ekvationerna en linjär funktion; Därför är det förväntat att de kommer att ge en rak linje när de plottas.

Observera att till vänster om bilden ovan har du linjen som erhållits när du plottar A mot c, och till höger linjen som motsvarar diagrammet för LogT mot c. Man har positiv sluttning och den andra negativa; Ju större absorbansen desto lägre sändning.

Tack vare denna linjäritet är det möjligt att bestämma koncentrationen av den absorberande kemiska arten (kromoforer) om det är känt hur mycket strålning de absorberar (A) eller hur mycket strålning som överförs (LogT). När denna linjäritet inte observeras, sägs den vara i avvikelse, positiv eller negativ, från Beer-Lamberts lag.

tillämpningar

Generellt sett nämns några av de viktigaste tillämpningarna av denna lag nedan:

-Om en kemisk art presenterar färg är det en exemplarisk kandidat som ska analyseras med kolorimetriska tekniker. Dessa är baserade på Beer-Lamberts lag och tillåter att bestämma koncentrationen av analyter enligt absorbansen erhållen med en spektrofotometer.

-Det möjliggör konstruktion av kalibreringskurvorna, med vilken hänsyn tas till provets matriseffekt, bestäms koncentrationen av intressanta arter.

-Det används allmänt för att analysera proteiner, eftersom flera aminosyror uppvisar viktiga absorptioner i det ultravioletta området av det elektromagnetiska spektret.

-De kemiska reaktionerna eller molekylära fenomen som medför förändring i färgningen kan analyseras med hjälp av absorbansvärden vid en eller flera våglängder.

-Med hjälp av multivariat analys kan komplexa blandningar av kromoforer analyseras. På så sätt kan koncentrationen av alla analyter bestämmas, och dessutom klassificera blandningarna och differentiera dem från varandra; t ex kassera om två identiska mineraler kommer från samma kontinent eller specifika land.

Lösta övningar

Övning 1

Vad är absorbansen hos en lösning som har en transmittans på 30% vid en våglängd på 640 nm?

För att lösa det är det tillräckligt att tillgripa definitionerna av absorbans och transmittans.

% T = 30

T = (30/100) = 0,3

Och att veta att A = -LogT, beräkningen är direkt:

A = -Log 0,3 = 0,5228

Observera att det inte har några enheter.

Övning 2

Om upplösningen av föregående övning består av en W-species vars koncentration är 2,30 ∙ 10-4 M, och antar att cellen har en tjocklek av 2 cm: vad måste dens koncentration för att få en transmittans på 8%?

Du kan lösa direkt med denna ekvation:

-LogT = εlc

Men värdet av e är okänt. Därför måste det beräknas med ovanstående data, och det antas att det förblir konstant över ett brett spektrum av koncentrationer:

e = -LogT / lc

= (-Log 0.3) / (2 cm x 2.3 × 10-4 M)

= 1136,52 M-1∙ cm-1

Och nu kan du fortsätta med beräkningen med% T = 8:

c = -LogT / εl

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

= 4,82 ∙ 10-4 M

Så det räcker för arter W att fördubbla deras koncentration (4,82 / 2,3) för att minska deras procentuella transmittans från 30% till 8%.

referenser

  1. Day, R., & Underwood, A. (1965). Kvantitativ analytisk kemi. (femte red.). PEARSON Prentice Hall, s. 469-474.
  2. Skoog D.A., West D.M. (1986). Instrumentanalys (andra red.). Interamericana., Mexiko.
  3. Soderberg T. (18 augusti 2014). The Beer-Lambert Law. Kemi LibreTexts. Hämtad från: chem.libretexts.org
  4. Clark J. (maj 2016). The Beer-Lambert Law. Hämtad från: chemguide.co.uk
  5. Colorimetrisk analys: öllagstiftning eller spektrofotometrisk analys. Hämtad från: chem.ucla.edu
  6. Dr. J.M. Fernández Álvarez (N.D.). Analytisk kemi: Handbok för lösta problem. [PDF]. Hämtad från: dadun.unav.edu