Beerův zákon je rovnice, která spojuje útlum světla s vlastnostmi materiálu. Zákon stanoví, že koncentrace chemické látky je přímo úměrná absorbance a řešení. Vztah může být použit k určení koncentrace chemického druhu v roztoku pomocí kolorimetru nebo spektrofotometru. Vztah se nejčastěji používá v UV viditelné absorpční spektroskopii. Pivovarský zákon neplatí při vysokých koncentracích roztoku.
Key Takeaways: Beer's Law
- Beerův zákon uvádí, že koncentrace chemického roztoku je přímo úměrná jeho absorpci světla.
- Předpoklad je, že paprsek světla zeslabuje, když prochází chemickým roztokem. K útlumu světla dochází buď v důsledku vzdálenosti roztokem nebo rostoucí koncentrace.
- Pivní zákon má mnoho jmen, včetně Beer-Lambertova zákona, Lambert-Beerova zákona a Beer-Lambert-Bouguerova zákona.
Jiná jména pro pivní právo
Pivní zákon je také známý jako Beer-Lambertův zákon, Lambert-Beerův zákon, a Pivo - Lambert - Bouguerův zákon. Důvodem je tolik jmen, protože se jedná o více než jeden zákon. V zásadě Pierre Bouger zákon objevil v roce 1729 a zveřejnil ho v roce 2007
Essai D'Optique Sur La Gradation De La Lumière. Johann Lambert citoval Bougerův objev ve svém Fotometrie v 1760, říkat absorbance vzorku je přímo úměrná dráze světla.I když Lambert netvrdil objev, byl mu často připisován. August Beer objevil související zákon v roce 1852. Beerův zákon uvádí, že absorbance je úměrná koncentraci vzorku. Technicky se Beerův zákon týká pouze koncentrace, zatímco Beer-Lambertův zákon se týká absorbance jak koncentrace, tak tloušťky vzorku.
Rovnice pro Beerův zákon
Pivní zákon lze psát jednoduše jako:
A = εbc
kde A je absorbance (bez jednotek)
ε je molární absorptivita s jednotkami L mol-1 cm-1 (dříve nazývaný extinkční koeficient)
b je délka dráhy vzorku, obvykle vyjádřená v cm
c je koncentrace sloučeniny v roztoku, vyjádřená v mol L-1
Výpočet absorbance vzorku pomocí rovnice závisí na dvou předpokladech:
- Absorbance je přímo úměrná délce dráhy vzorku (šířka kyvety).
- Absorbance je přímo úměrná koncentraci vzorku.
Jak používat Beerův zákon
Zatímco mnoho moderních nástrojů provádí výpočty Beerova zákona jednoduchým porovnáním prázdné kyvety se vzorkem, je snadné připravit graf pomocí standardních řešení pro stanovení koncentrace vzorku. Metoda grafu předpokládá přímý vztah mezi absorbancí a koncentrací, pro který platí zředěné roztoky.
Výpočet příkladu piva
Je známo, že vzorek má maximální hodnotu absorbance 275 nm. Jeho molární nasákavost je 8400 M-1cm-1. Šířka kyvety je 1 cm. Spektrofotometr najde A = 0,70. Jaká je koncentrace vzorku?
Chcete-li problém vyřešit, použijte Beerův zákon:
A = εbc
0,70 = (8400 M)-1cm-1) (1 cm) (c)
Vydělte obě strany rovnice [[8400 M-1 cm-1) (1 cm)]
c = 8,33 x 10-5 mol / l
Význam Beerova zákona
Pivní zákon je zvláště důležitý v oborech chemie, fyziky a meteorologie. Beerův zákon se v chemii používá k měření koncentrace chemických roztoků, k analýze oxidace ak měření degradace polymerů. Zákon také popisuje útlum záření prostřednictvím zemské atmosféry. Zákon se sice běžně aplikuje na světlo, ale také pomáhá vědcům pochopit útlum svazků částic, jako jsou neutrony. V teoretické fyzice je Beer-Lambertův zákon řešením operátora Bhatnagar-Gross-Krook (BKG), který se používá v Boltzmannově rovnici pro výpočetní dynamiku tekutin.
Zdroje
- Pivo, srpen. "" Bestimmung der Absorption des rothen Lichts in farbigen Flüssigkeiten "(Stanovení absorpce červeného světla v barevných kapalinách)." Annalen der Physik und Chemie, sv. 86, 1852, str. 78–88.
- Bouguere, Pierre. Essai d'optique sur la gradation de la lumière. Claude Jombert, 1729 pp. 16–22.
- Ingle, J. D. J. a S. R. Crouch. Spektrochemická analýza. Prentice Hall, 1988.
- Lambert, J. H. Photometria sive de mensura et gradibus luminis, colorum et umbrae [Photometry, nebo, Na míru a gradace světla, barev a stínů]. Augsburg ("Augusta Vindelicorum"). Eberhardt Klett, 1760.
- Mayerhöfer, Thomas Günter a Jürgen Popp. "Pivní zákon - proč absorbance závisí (téměř) lineárně na koncentraci." Chemphyschem, sv. 20, ne. 4. prosince 2018. doi:10.1002 / cphc.201801073