Определение и уравнение закона Бера

Закон Бера – это уравнение, которое связывает ослабление света со свойствами материала. Закон гласит, что концентрация химического вещества прямо пропорциональна поглощению раствора. Это соотношение можно использовать для определения концентрации химического вещества в растворе с помощью колориметра или спектрофотометра. Это соотношение чаще всего используется в абсорбционной спектроскопии УФ и видимого диапазонов. Обратите внимание, что закон Бера не действует при высоких концентрациях раствора.

Ключевые выводы: закон Бера

  • Закон Бера гласит, что концентрация химического раствора прямо пропорциональна его поглощению света.
  • Предпосылка состоит в том, что луч света становится слабее по мере прохождения через химический раствор. Ослабление света происходит либо в результате расстояния через раствор, либо в результате увеличения концентрации.
  • Закон Бера известен под разными названиями, включая закон Бера-Ламберта, закон Ламберта-Бера и закон Бера-Ламберта- Закон Бугера.

Другие названия закона Пива

Закон Пива также известен как Закон Бера-Ламберта , закон Ламберта-Бера и Закон Бера-Ламберта-Бугера . Причина, по которой существует так много имен, состоит в том, что задействовано более одного закона. По сути, Пьер Буге открыл закон в 1729 году и опубликовал его в Essai D’Optique Sur La Gradation De La Lumière . Иоганн Ламберт процитировал открытие Бугера в его Photometria в 1760 году, в котором говорится, что поглощение образца прямо пропорционально длине пути света.

Хотя Ламберт не заявлял об открытии, это часто приписывали ему. Август Бир открыл родственный закон в 1852 году. Закон Бера гласил, что поглощение пропорционально концентрации образца. Технически закон Бера относится только к концентрации, в то время как закон Бера-Ламберта связывает оптическую плотность как с концентрацией, так и с толщиной образца.

Уравнение для закона Бера

Закон Пива можно записать просто как:

A = εbc

где A – абсорбция (без единиц)
ε – молярная абсорбционная способность в единицах L моль -1 см -1 (ранее назывался коэффициентом экстинкции)
b – длина пути образца, обычно выражаемая в см
c – концентрация соединения в растворе, выраженная в молях L -1

Расчет оптической плотности образца с использованием этого уравнения зависит от двух предположений:

  1. Поглощение прямо пропорционально длине пути образца (ширине кюветы).
  2. Поглощение прямо пропорционально пропорционально концентрации образца.

Как использовать закон Бера

Хотя многие современные инструменты выполняют вычисления по закону Бера, просто сравнивая пустую кювету с образцом, это легко для построения графика с использованием стандартных растворов для определения концентрации образца. Метод построения графика предполагает прямолинейную зависимость между поглощением и концентрацией, которая действительна для разбавленных растворов.

Пример расчета закона Бера

Известно, что образец имеет максимальное значение поглощения 275 нм. Его молярная поглощающая способность составляет 8400 M -1 см -1 . Ширина кюветы составляет 1 см. Спектрофотометр обнаружил A = 0,70. Какова концентрация образца?

Чтобы решить проблему, используйте закон Бера:

A = εbc

0,70 = (8400 M -1 см -1 ) (1 см) (c)

Разделите обе части уравнения на [(8400 M -1 см -1 ) (1 см)]

c = 8,33 x 10 -5 моль/л

Важность закона Пива

Закон Бера особенно важен в областях химии, физики и метеорологии. Закон Бера используется в химии для измерения концентрации химических растворов, анализа окисления и измерения разложения полимера. Закон также описывает ослабление излучения в атмосфере Земли. Обычно этот закон применяется к свету, но он также помогает ученым понять ослабление пучков частиц, таких как нейтроны. В теоретической физике закон Бера-Ламберта является решением оператора Бхатнагара-Гросса-Крука (БКГ), который используется в уравнении Больцмана для вычислительной гидродинамики.

Источники

  • Пиво, август. «« Bestimmung der Absorption des rothen Lichts in farbigen Flüssigkeiten »(Определение поглощения красного света цветными жидкостями)». Annalen der Physik und Chemie, vol. 86, 1852, pp. 78–88.
  • Бугер, Пьер. Essai d’optique sur la gradient de la lumière. Claude Jombert, 1729 pp. 16–22.
  • Ingle, JDJ и С.Р. Крауч. Спектрохимический анализ . Прентис Холл, 1988.
  • Ламберт, Дж. Х. Photometria sive de mensura et gradibus luminis, colorum et umbrae [Фотометрия, или, По мере и градации света, цвета и тени]. Аугсбург («Августа Винделикорум») . Эберхард Клетт, 1760.
  • Майерхёфер, Томас Гюнтер и Юрген Попп. «Закон Бера – почему поглощение зависит (почти) линейно от концентрации». Chemphyschem, vol. 20, нет. 4 декабря 2018 г. doi: 10.1002/cphc. 201801073
Оцените статью
recture.ru
Добавить комментарий