Zákon

Čo je zákon piva-Lambe?

Ten Zákon (Pivo-bouguer) je taký, ktorý spája absorpciu elektromagnetického žiarenia jedného alebo viacerých chemických druhov, s jeho koncentráciou a vzdialenosťou, ktorá vedie svetlo v interakciách častíc-fotón. Tento zákon spája dva zákony v jednom.

Bouguerov zákon (hoci uznanie kleslo viac o Heinrich Lambertovi), ustanovuje, že vzorka absorbuje väčšie žiarenie, keď sú rozmery absorbentného alebo materiálneho prostredia väčšie; konkrétne jej hrúbka, ktorá sa stane vzdialenosťou l to prechádza svetlom pri vstupe a vychádzaní von.

Žiarenie absorbované vzorkou. Zdroj: Marmot2019 [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/4.0)], z Wikimedia Commons

Vynikajúci obraz ukazuje absorpciu monochromatického žiarenia; to znamená, že sa skladá z jednej vlnovej dĺžky, λ. Absorpčné médium je vo vnútri optickej bunky, ktorej hrúbka je l, a obsahuje chemické druhy s koncentráciou c.

Svetelný lúč má počiatočnú a konečnú intenzitu označenú symbolmi I₀ a ja, resp. Všimnite si, že po interakcii s absorpčným médiom som menej ako ja₀, čo ukazuje, že došlo k absorpcii žiarenia. Čím staršie sú c a l, menší budem s ohľadom na i₀; to znamená, že bude viac absorpcie a menej priepustnosť.

Vysvetlenie zákona o pive-Lambe

Vynikajúci obraz dokonale zahŕňa tento zákon. Absorpcia žiarenia vo vzorke zvyšuje alebo exponenciálne znižuje c ani l. Aby bol zákon úplne a ľahko pochopený, je potrebné ohraničiť svoje matematické aspekty.

Ako už bolo spomenuté, ja₀ A ja som intenzita monochromatického svetlého lúča pred a po svetle, respektíve. Niektoré texty uprednostňujú používanie symbolov P₀ a p, ktoré narážajú na energiu žiarenia a nie na jej intenzitu. Vysvetlenie tu bude naďalej používať intenzity.

Môže vám slúžiť: acetofenón

Na linearizáciu rovnice tohto zákona sa musí uplatniť logaritmus, zvyčajne základňa 10:

Protokol (i₀/I) = εlc

Termín (i₀/I) označuje, do akej miery klesá intenzita intenzity radiačného produktu absorpcie. Lambertov zákon považuje iba L (εl), zatiaľ čo pivo ignoruje l, ale miesta c Namiesto toho (εc). Vyššia rovnica je spojenie oboch zákonov, a preto je všeobecným matematickým vyjadrením zákona o pive-Lambe.

Absorpcia a priepustnosť

Absorbancia je definovaná výrazom log (i₀/Jo). Rovnica je teda vyjadrená takto:

A = εlc

Kde ε je koeficient vyhynutia alebo molárnej absorbia, čo je konštanta pri určitej vlnovej dĺžke.

Všimnite si, že ak hrúbka absorbentu zostáva konštantná, rovnako ako ε, absorbancia závisí výlučne od koncentrácie c, absorpčného druhu. Okrem toho je to lineárna rovnica, y = mx, kde a je a a X je c.

Keď sa zvyšuje absorbancia, priepustnosť klesá; To je, koľko žiarenia dokáže po absorpcii prenášať. Sú preto inverzní. Áno₀/Označuje stupeň absorpcie, i/i₀ Je to rovnaké ako priepustnosť. Vedieť toto:

I/i₀ = T

(Jo₀/I) = 1/t

Protokol (i₀/I) = log (1/t)

Ale log (i₀/I) je to tiež rovnaké ako absorbancia. Takže vzťah medzi a T je:

A = log (1/t)

A uplatňovanie vlastností logaritmov a s vedomím, že log1 sa rovná 0:

A = -logt

Zvyčajne sú vysielanie vyjadrené v percentách:

%T = i/i₀∙ 100

Grafy

Ako je uvedené vyššie, rovnice zodpovedajú lineárnej funkcii; Preto sa očakáva, že keď ich grafy poskytnú riadok.

Môže vám slúžiť: Čo je chemická kinetika? Grafika používaná pre práva na pivo-lambert. Zdroj: Gabriel Bolívar

Všimnite si, že vľavo od obrázka vyššie máte čiaru získanú pri grafe proti c, a vpravo riadok zodpovedajúci logtovým grafom proti c. Jeden má pozitívny sklon a druhý negatívny; Čím väčšia je absorbancia, tým nižšia priepasť.

Vďaka tejto linearite je možné určiť koncentráciu absorpčných chemických (chromoforov) druhov, či je známe, koľko žiarenia absorbujú (a) alebo koľko žiarenia prenáša (logt). Ak sa táto linearita nepozoruje, hovorí sa, že čelí odchýlke, pozitívnej alebo negatívnej, zákona o pive-Lambertovi zákonu.

Aplikácie práva na pivo-lambe

Všeobecne povedané, niektoré z najdôležitejších aplikácií tohto zákona sú uvedené nižšie:

-Ak má chemický druh farby, je príkladom kandidáta na analýzu kolorimetrickými technikami. Sú založené na zákone o pive-lambert a umožňujú určiť koncentráciu analytov na základe absorbancií získaných so spektrofotometrom.

-Umožňuje budovať kalibračné krivky, s ktorými sa berie do úvahy účinok matrice vzorky, určuje sa koncentrácia záujmového druhu.

-Všeobecne sa používa na analýzu proteínov, pretože niekoľko aminokyselín má dôležité absorpcie v ultrafialovej oblasti elektromagnetického spektra.

-Chemické reakcie alebo molekulárne javy, ktoré naznačujú zmenu sfarbenia, sa dajú analyzovať pomocou hodnoty absorbancie pri jednej alebo viacerých vlnových dĺžkach.

-Vytváranie multivariačnej analýzy je možné analyzovať komplexné chromofory zmesi. Týmto spôsobom je možné určiť koncentráciu všetkých analytov a tiež klasifikovať zmesi a rozlíšiť ich jeden od druhého; Napríklad vylúčte, či dva rovnaké minerály pochádzajú z toho istého konkrétneho kontinentu alebo krajiny.

Môže vám slúžiť: silná kyselina

Vyriešené cvičenia

Cvičenie 1

Aká je absorbancia roztoku, ktorý predstavuje 30% priepustnosť na vlnovú dĺžku 640 nm?

Ak to chcete vyriešiť, jednoducho choďte na definície absorbancie a priepustnosti.

%T = 30

T = (30/100) = 0,3

A s vedomím, že a = -logt, výpočet je priamy:

A = -log 0,3 = 0,5228

Všimnite si, že vám chýbajú jednotky.

Cvičenie 2

Ak rozpustenie predchádzajúceho roka pozostáva z druhu w, ktorého koncentrácia je 2,30 ∙ 10^-4 M a za predpokladu, že bunka má hrúbku 2 cm: aká by mala byť jej koncentrácia na získanie 8% priepustnosti?

Dalo by sa to vyriešiť priamo s touto rovnicou:

-Logt = εlc

Ale hodnota ε nie je známa. Preto sa musí vypočítať s predchádzajúcimi údajmi a predpokladá sa, že zostáva konštantný v širokom rozsahu koncentrácií:

ε = -logt/lc

= (-Log 0,3)/ (2 cm x 2,3 ∙ 10^-4 M)

= 1136,52 m^-1∙ cm^-1

A teraz môžete pokračovať v výpočte s %t = 8:

C = -Logt/εl

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

= 4,82 ∙ 10^-4 M

Potom je dosť na to, aby sa druh W zdvojnásobil jeho koncentrácia (4,82/2,3), aby sa znížilo percento priepustnosti 30% až 8%.

Odkazy

1. Zákon o pive-lambert. Chémia librettexts. Získané z: Chem.Librettexts.orgán
2. Zákon o pive-lambert. Získané z: Chemguide.co.Uk