Innhold
Mange forbindelser tar opp lys i den synlige eller ultrafiolette delen av det elektromagnetiske spekteret. Ved hjelp av Beers-loven kan du beregne konsentrasjonen av en løsning basert på hvor mye lys den absorberer.
Bruke øl lov
Ølens lov regulerer mengden av absorbert stråling og indikerer at absorbansen er direkte proporsjonal med konsentrasjonen. Når konsentrasjonen av en forbindelse oppløst i et gitt løsningsmiddel øker, bør absorbans av oppløsningen også øke proporsjonalt. Kjemikere utnytter dette forholdet for å bestemme konsentrasjonen av ukjente løsninger. Dette krever først absorbansdata for en serie løsninger med kjent konsentrasjon kalt standardløsninger. Absorpsjons- og konsentrasjonsdata plottes deretter i en kalibreringskurve for å etablere deres matematiske forhold. Konsentrasjonen av den ukjente prøven kan bestemmes ved å måle absorbansen.
Beregning av løsningskonsentrasjon
Trinn 1. Konstruer et kalibreringsdiagram for absorbans på y-aksen og konsentrasjon på x-aksen for standardløsningene. Datapunktene skal falle langs en rimelig rett linje. To datapunkter representerer det absolutte minimum, og mer er bedre.
Steg 2. Tegn en "best fit" rett linje gjennom datapunktene og forleng linjen for å krysse y-aksen. Velg to tilfeldige punkter, ikke datapunkter, på linjen og bestem deres x- og y-koordinater. Merk disse koordinatene som (x1, y1) og (x2, y2).
Trinn 3. Beregn helningen, m, for linjen i henhold til formelen m = (y1 - y2) / (x1 - x2). Bestem y-avskjæringen, forkortet b, ved å merke y-verdien der linjen krysser y-aksen. For eksempel, for to tilfeldige punkter på linjen ved koordinater (0,050, 0,105) og (0,525, 0,315), er skråningen gitt av:
m = (0,105 - 0,315) / (0,050 - 0,525) = 0,440.
Hvis linjen krysser y-aksen ved 0,08, representerer denne verdien y-avskjæringen.
Trinn 4. Skriv formelen for linjen til kalibreringsplottet i formen y = mx + b. Fortsetter du eksemplet fra trinn 3, vil ligningen være y = 0,440x + 0,080. Dette representerer likningen av kalibreringskurven.
Trinn 5. Sett inn absorbansen av løsningen med ukjent konsentrasjon i ligningen bestemt som y og løst for x, der x representerer konsentrasjon. Hvis for eksempel en ukjent løsning hadde en absorbans på 0,330, vil ligningen gi:
x = (y - 0,080) / 0,440 = (0,330 - 0,080) / 0,440 = 0,568 mol per liter.
Teori Vs. Øve på
Selv om Beer's lov sier at absorbanse og konsentrasjon er direkte proporsjonal, er dette eksperimentelt bare tilfelle over smale konsentrasjonsområder og i fortynnede løsninger. Standardløsninger som varierer i konsentrasjon fra for eksempel 0,010 til 0,100 mol per liter vil således ha linearitet. Et konsentrasjonsområde på 0,010 til 1,00 mol per liter vil det imidlertid sannsynligvis ikke.