Содержание
Многие соединения поглощают свет в видимой или ультрафиолетовой части электромагнитного спектра. Используя закон Беера, вы можете рассчитать концентрацию раствора на основе того, сколько света он поглощает.
Использование закона о пиве
Закон Бера определяет количество поглощаемой радиации и указывает на то, что поглощение прямо пропорционально концентрации. Таким образом, когда концентрация соединения, растворенного в данном растворителе, увеличивается, оптическая плотность раствора также должна увеличиваться пропорционально. Химики используют это соотношение для определения концентрации неизвестных растворов. Для этого сначала необходимы данные о поглощении для ряда растворов известной концентрации, называемых стандартными растворами. Данные об абсорбции и концентрации затем наносятся на калибровочную кривую для установления их математической зависимости. Концентрация неизвестного образца может быть определена путем измерения его оптической плотности.
Расчет концентрации раствора
Шаг 1. Построить калибровочный график поглощения по оси Y и концентрации по оси X для стандартных растворов. Точки данных должны располагаться вдоль достаточно прямой линии. Две точки данных представляют абсолютный минимум, а чем больше, тем лучше.
Шаг 2. Нарисуйте наиболее подходящую прямую линию через точки данных и вытяните линию, чтобы пересечь ось Y. Выберите на линии две случайные точки, а не точки данных, и определите их координаты x и y. Пометьте эти координаты как (x1, y1) и (x2, y2).
Шаг 3. Рассчитайте наклон m линии по формуле m = (y1 - y2) / (x1 - x2). Определите точку пересечения y, сокращенно b, отметив значение y, где линия пересекает ось y. Например, для двух случайных точек на линии в координатах (0,050, 0,105) и (0,525, 0,315) наклон определяется как:
m = (0,105-0,315) / (0,050-0,525) = 0,440.
Если линия пересекает ось Y в точке 0,08, то это значение представляет точку пересечения y.
Шаг 4 Запишите формулу линии калибровочного графика в виде y = mx + b. Продолжая пример с шага 3, уравнение будет иметь вид y = 0,440x + 0,080. Это представляет уравнение калибровочной кривой.
Шаг 5 Подставьте поглощение раствора неизвестной концентрации в уравнение, определенное как y, и решите для x, где x представляет концентрацию. Если, например, неизвестное решение имеет поглощающую способность 0,330, уравнение даст:
х = (у - 0,080) / 0,440 = (0,330 - 0,080) / 0,440 = 0,568 моль на литр.
Теория против практика
Хотя закон Бера гласит, что поглощение и концентрация прямо пропорциональны, экспериментально это верно только в узких диапазонах концентраций и в разбавленных растворах. Таким образом, стандартные растворы, концентрация которых варьируется, например, от 0,010 до 0,100 моль на литр, будут демонстрировать линейность. Диапазон концентраций от 0,010 до 1,00 моль на литр, однако, вероятно, не будет.