Innehåll
Många föreningar absorberar ljus i den synliga eller ultravioletta delen av det elektromagnetiska spektrumet. Med hjälp av Beers-lag kan du beräkna koncentrationen av en lösning baserat på hur mycket ljus den absorberar.
Använda öllagen
Öls lag reglerar mängden absorberad strålning och indikerar att absorbansen är direkt proportionell mot koncentrationen. När koncentrationen av en förening upplöst i ett givet lösningsmedel ökar, bör lösningens absorbans också öka proportionellt. Kemister drar nytta av detta förhållande för att bestämma koncentrationen av okända lösningar. Detta kräver först absorbansdata för en serie lösningar med känd koncentration som kallas standardlösningar. Absorbans- och koncentrationsdata planeras sedan i en kalibreringskurva för att fastställa deras matematiska samband. Koncentrationen av det okända provet kan bestämmas genom att mäta dess absorbans.
Beräkna lösningskoncentration
Steg 1. Konstruera ett kalibreringsdiagram av absorbans på y-axeln och koncentration på x-axeln för standardlösningarna. Datapunkterna bör falla längs en ganska rak linje. Två datapunkter representerar det absoluta minimumet, och mer är bättre.
Steg 2. Rita en "bäst passande" rät linje genom datapunkterna och förlänga linjen för att korsa y-axeln. Välj två slumpmässiga punkter, inte datapunkter, på linjen och bestäm deras x- och y-koordinater. Märk dessa koordinater som (x1, y1) och (x2, y2).
Steg 3. Beräkna lutningen, m, för linjen enligt formeln m = (y1 - y2) / (x1 - x2). Bestäm y-skärningen, förkortad b, genom att notera y-värdet där linjen korsar y-axeln. Till exempel, för två slumpmässiga punkter på linjen vid koordinaterna (0,050, 0,105) och (0,525, 0,315), ges lutningen av:
m = (0,105 - 0,315) / (0,050 - 0,525) = 0,440.
Om linjen korsar y-axeln vid 0,08 representerar detta värde y-skärningen.
Steg 4. Skriv formeln för linjen för kalibreringsplottet i formen y = mx + b. Fortsätter exemplet från steg 3 skulle ekvationen vara y = 0,440x + 0,080. Detta representerar ekvationen för kalibreringskurvan.
Steg 5. Ersätt absorbansen av lösningen med okänd koncentration i ekvationen bestämd som y och lösa för x, där x representerar koncentration. Om till exempel en okänd lösning uppvisade en absorbans av 0,330 skulle ekvationen ge:
x = (y - 0,080) / 0,440 = (0,330 - 0,080) / 0,440 = 0,568 mol per liter.
Teori Vs. Öva
Även om Beer's lag säger att absorbans och koncentration är direkt proportionerliga är detta experimentellt bara sant över smala koncentrationsintervall och i utspädda lösningar. Således kommer standardlösningar som sträcker sig i koncentration från till exempel 0,010 till 0,100 mol per liter att uppvisa linearitet. Ett koncentrationsintervall på 0,010 till 1,00 mol per liter kommer dock förmodligen inte.