Bierlambertwet

Wat is de wet van bier-lambe?

De Bierlambertwet (Bier-bouguer) is er een die de absorptie van elektromagnetische straling van een of meer chemische soorten relateert, met zijn concentratie en de afstand die het licht loopt in de deeltjesfotoneninteracties. Deze wet brengt twee wetten samen in één.

De wet van Bouguer (hoewel erkenning meer is gevallen over Heinrich Lambert), stelt vast dat een monster grotere straling zal absorberen wanneer de dimensies van de absorberende of materiële omgeving groter zijn; In het bijzonder zijn dikte, die de afstand tot stand komt l dat door het licht loopt bij het binnenkomen en uitgaan.

Straling geabsorbeerd door een monster. Bron: Marmot2019 [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/4.0)], van Wikimedia Commons

Het superieure beeld toont de absorptie van monochromatische straling; dat wil zeggen, bestaande uit een enkele golflengte, λ. Het absorberende medium bevindt zich in een optische cel, waarvan de dikte is l, en bevat chemische soorten met een concentratie C.

De lichtstraal heeft een initiële en uiteindelijke intensiteit, aangewezen met symbolen i₀ en ik, respectievelijk. Merk op dat ik na interactie met het absorberende medium minder is dan ik₀, waaruit laat zien dat er stralingsabsorptie was. Hoe ouder ze zijn C En l, kleiner zal ik zijn met betrekking tot i₀; dat wil zeggen, er zal meer absorptie zijn en minder uitzending.

Verklaring van de wet van bier-lambe

Het superieure beeld omvat perfect deze wet. Stralingsabsorptie in een monster neemt toe of neemt exponentieel af, afhankelijk van C of l. Om de wet volledig en gemakkelijk te laten begrepen, is het noodzakelijk om zijn wiskundige aspecten te grenzen.

Zoals zojuist vermeld, ik₀ En ik ben respectievelijk de intensiteiten van de monochromatische lichtstraal voor en na licht. Sommige teksten gebruiken liever P -symbolen₀ en P, die verwijzen naar stralingsenergie en niet op zijn intensiteit. Hier zal de uitleg de intensiteiten blijven gebruiken.

Kan u van dienst zijn: acetophenone

Om de vergelijking van deze wet te lineariseren, moet logaritme worden toegepast, meestal de basis 10:

Log (i₀/I) = εlC

De term (i₀/I) geeft aan hoeveel de intensiteit van het stralingsproduct van absorptie afneemt. De wet van Lambert beschouwt alleen L (εl), terwijl bier's let, maar plaatsen C In plaats daarvan (εC)). De hogere vergelijking is de unie van beide wetten en is daarom de algemene wiskundige uitdrukking voor bier-lambe-wet.

Absorptie en transmissie

Absorptie wordt gedefinieerd door de term log (i₀/Yo). De vergelijking wordt dus als volgt uitgedrukt:

A = εlC

Waarbij ε de uitstervencoëfficiënt of molaire absorganiteit is, die een constante is bij een bepaalde golflengte.

Merk op dat als de dikte van het absorptiemiddel constant blijft, net als ε, de absorptie alleen afhankelijk is van concentratie C, van absorberende soorten. Bovendien is het een lineaire vergelijking, y = mx, waar En is een, en X is C.

Naarmate de absorptie toeneemt, neemt de overdracht af; Dit is hoeveel straling erin slaagt om na absorptie te worden overgedragen. Ze zijn daarom inverse. Ja₀/I geeft de mate van absorptie aan, I/I₀ Het is gelijk aan de transmissie. Dit weten:

Ik/ik₀ = T

(Yo₀/I) = 1/t

Log (i₀/I) = log (1/t)

Maar log (ik₀/I) Het is ook gelijk aan de absorptie. Dus de relatie tussen en t is:

A = log (1/t)

En het toepassen van de eigenschappen van de logaritmen en wetende dat log1 gelijk is aan 0:

A = -logt

Meestal worden zendnces uitgedrukt in percentages:

%T = i/i₀∙ 100

Grafieken

Zoals hierboven vermeld, komen de vergelijkingen overeen met een lineaire functie; Daarom wordt verwacht dat ze bij het in kaart brengen van hen een lijn zullen geven.

Kan u van dienst zijn: wat is chemische kinetiek? Graphics gebruikt voor bierlambertwet. Bron: Gabriel Bolívar

Merk op dat links van de afbeelding hierboven de lijn heeft verkregen wanneer u ertegen bent C, en rechts de lijn die overeenkomt met de logt -grafiek tegen C. De ene heeft een positieve helling en het andere negatief; Hoe groter de absorptie, hoe lager de transmissie.

Dankzij deze lineariteit kan de concentratie van de absorberende chemische (chromoforen) soorten worden bepaald als het bekend is hoeveel straling ze absorberen (a), of hoeveel straling deze wordt overgedragen (logt). Wanneer deze lineariteit niet wordt waargenomen, wordt gezegd dat deze wordt geconfronteerd met een afwijking, positief of negatief, van de wet van bierlambert.

Bier-Lambe Law Applications

In het algemeen worden hieronder enkele van de belangrijkste toepassingen van deze wet vermeld:

-Als een chemische soort kleur heeft, is dit een voorbeeldige kandidaat die wordt geanalyseerd door colorimetrische technieken. Deze zijn gebaseerd op de bierlambertwetgeving en maakt het mogelijk om de concentratie van de analyten te bepalen op basis van de absorpties verkregen met een spectrofotometer.

-Het maakt het mogelijk om de kalibratiecurves te bouwen, waarmee rekening wordt gehouden.

-Het wordt veel gebruikt om eiwitten te analyseren, omdat verschillende aminozuren belangrijke absorpties hebben in het ultraviolette gebied van het elektromagnetische spectrum.

-Chemische reacties of moleculaire fenomenen die een verandering in kleur impliceren, kunnen worden geanalyseerd door absorptiewaarden, bij een of meer golflengten.

-Multivariate analyse maken, kunnen complexe chromoforenmengsels worden geanalyseerd. Op deze manier kan de concentratie van alle analyten worden bepaald en ook mengsels classificeren en van elkaar onderscheiden; Sluit bijvoorbeeld uit of twee identieke mineralen uit hetzelfde specifieke continent of land komen.

Kan u van dienst zijn: sterk zuur

Opgeloste oefeningen

Oefening 1

Wat is de absorptie van een oplossing die een transmissie van 30% presenteert tot een golflengte van 640 nm?

Ga gewoon naar de definities van absorptie en transmissie om het op te lossen.

%T = 30

T = (30/100) = 0.3

En wetende dat a = -logt, is de berekening direct:

A = -log 0,3 = 0,5228

Merk op dat u eenheden mist.

Oefening 2

Als de oplossing van het voorgaande jaar bestaat uit een soort w wiens concentratie 2,30 ∙ 10 is^-4 M, en ervan uitgaande dat de cel een dikte van 2 cm heeft: wat zou de concentratie moeten zijn om een ​​transmissie van 8% te verkrijgen?

Het kan direct worden opgelost met deze vergelijking:

-Logt = εlC

Maar de waarde van ε is onbekend. Daarom moet het worden berekend met de vorige gegevens en wordt aangenomen dat het constant blijft in een breed scala van concentraties:

ε = -logt/lC

= (-Log 0.3)/ (2 cm x 2,3 ∙ 10^-4 M)

= 1136,52 m^-1∙ cm^-1

En nu kunt u doorgaan met het berekenen met %t = 8:

C = -Logt/εl

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

= 4.82 ∙ 10^-4 M

Dan is het voldoende dat de W -soort zijn concentratie (4,82/2.3) verdubbelt om het transmissiepercentage van 30% tot 8% te verlagen.

Referenties

1. De bierlambertwet. Chemistry Libhethexts. Hersteld van: chem.Librhetxts.borg
2. De bierlambertwet. Hersteld van: chemguide.co.Uk