Olutlaki on yhtälö, joka yhdistää valon vaimennuksen materiaalin ominaisuuksiin. Lain mukaan kemikaalin pitoisuus on suoraan verrannollinen kemikaalin pitoisuuteen absorbanssi of a ratkaisu. Suhdetta voidaan käyttää määrittämään keskittyminen kemiallisista lajeista liuoksessa kolorimetrillä tai spektrofotometrillä. Suhdetta käytetään useimmiten UV-näkyvissä absorptiospektroskopiassa. Huomaa, että Beerin laki ei ole voimassa suurissa liuospitoisuuksissa.
Keskeiset tavarat: oluen laki
- Beer-lain mukaan kemiallisen liuoksen pitoisuus on suoraan verrannollinen sen valon imeytymiseen.
- Lähtökohtana on, että valonsäde heikkenee, kun se kulkee kemiallisen liuoksen läpi. Valon heikkeneminen tapahtuu joko liuoksen läpi kulkevan etäisyyden tai pitoisuuden kasvaessa.
- Olutlaki menee monilla nimillä, mukaan lukien Beer-Lambert -laki, Lambert-Beer -laki ja Beer-Lambert-Bouguer -laki.
Muut nimikkeet oluen lakiin
Olutlaki tunnetaan myös nimellä Olut-Lambert-laki, Lambert-olutlaki, ja Olut – Lambert – Bouguer -laki
. Syynä siihen, että nimiä on niin paljon, johtuu siitä, että kyseessä on useampi kuin yksi laki. Pohjimmiltaan Pierre Bouger löysi lain vuonna 1729 ja julkaisi sen Essai D'Optique Sur La Gradatio De La Lumière. Johann Lambert lainasi Bougerin löytöä Photometria vuonna 1760 sanomalla, että näytteen absorbanssi on suoraan verrannollinen valon reitin pituuteen.Vaikka Lambert ei vaatinut löytöä, hänelle hyvitettiin usein sitä. August Beer löysi asiaan liittyvän lain vuonna 1852. Beerin lain mukaan absorbanssi on verrannollinen näytteen pitoisuuteen. Teknisesti Beer-laki koskee vain pitoisuutta, kun taas Beer-Lambert-laki liittyy absorbanssiin sekä pitoisuuteen että näytteen paksuuteen.
Yhtälö oluen lakiin
Olutlaki voidaan kirjoittaa yksinkertaisesti seuraavasti:
A = εbc
missä A on absorbanssi (ei yksikköä)
ε on molaarinen imeytyvyys yksiköillä L mol-1 cm-1 (aiemmin kutsuttu ekstinktiokertoimeksi)
b on näytteen polun pituus, joka ilmaistaan yleensä cm: nä
c on yhdisteen pitoisuus liuoksessa, ilmaistuna moolina L-1
Näytteen absorbanssin laskeminen yhtälöllä riippuu kahdesta oletuksesta:
- Absorbanssi on suoraan verrannollinen näytteen polun pituuteen (kyvetin leveys).
- Absorbanssi on suoraan verrannollinen näytteen pitoisuuteen.
Kuinka käyttää oluen lakia
Vaikka monet nykyaikaiset instrumentit suorittavat Beer Law -laskelmat vertaamalla yksinkertaisesti tyhjää kyvettiä näytteeseen, kuvaajan laatiminen on helppoa käyttämällä vakioratkaisuja näytteen pitoisuuden määrittämiseksi. Graafistamismenetelmässä oletetaan suoraviivainen absorbanssin ja pitoisuuden välinen suhde, joka pätee laimennetut liuokset.
Olutlaskelman laskenta
Näytteen tiedetään olevan maksimaalinen absorbanssiarvo 275 nm. Sen molaarinen absorptiokyky on 8400 M-1cm-1. Kyvetin leveys on 1 cm. Spektrofotometri havaitsee A = 0,70. Mikä on näytteen pitoisuus?
Voit ratkaista ongelman käyttämällä oluen lakia:
A = εbc
0,70 = (8400 M-1cm-1) (1 cm) (c)
Jaa yhtälön molemmat puolet luvulla [(8400 M-1 cm-1) (1 cm)]
c = 8,33 x 10-5 mol / l
Olutlain merkitys
Olutlaki on erityisen tärkeä kemian, fysiikan ja meteorologian aloilla. Beerin lakia käytetään kemiassa kemiallisten liuosten pitoisuuden mittaamiseen, hapettumisen analysointiin ja polymeerien hajoamisen mittaamiseen. Laki kuvaa myös säteilyn vaimenemista maan ilmakehän kautta. Vaikka lakia sovelletaan yleensä valoon, se auttaa tutkijoita myös ymmärtämään hiukkaspalkkien, kuten neutronien, vaimennusta. Teoreettisessa fysiikassa Beer-Lambert-laki on ratkaisu Bhatnagar-Gross-Krook (BKG) -operaattorille, jota käytetään Boltzmann-yhtälössä laskennallisen nesteen dynamiikkaan.
Lähteet
- Olut, elokuu. "" Bestimmung der Absorption des rothen Lichts farbigen Flüssigkeiten "(Punaisen valon imeytymisen määrittäminen värillisissä nesteissä)." Annalen der Physik und Chemie, vol. 86, 1852, s. 78–88.
- Bouguer, Pierre. Essai d'optique -luokan valonlähde. Claude Jombert, 1729 s. 16–22.
- Ingle, J. D. J. ja S. R. Crouch. Spektrokemiallinen analyysi. Prentice Hall, 1988.
- Lambert, J. H. Photometria sive de mensura et gradibus luminis, colorum et umbrae [Fotometria tai, Valon, värien ja sävyn mitta ja asteikot]. Augsburg ("Augusta Vindelicorum"). Eberhardt Klett, 1760.
- Mayerhöfer, Thomas Günter ja Jürgen Popp. "Olutlaki - miksi absorbanssi riippuu (melkein) lineaarisesti pitoisuudesta." Chemphyschem, vol. 20, ei. 4, joulukuu 2018. doi:10,1002 / cphc.201801073