Pivski zakon je enačba, ki navezuje dušenje svetlobe na lastnosti materiala. Zakon pravi, da je koncentracija kemikalije neposredno sorazmerna z absorbance od a rešitev. Razmerje se lahko uporabi za določitev koncentracija kemične vrste v raztopini z uporabo koloimetra ali spektrofotometra. Razmerje najpogosteje uporabljamo pri UV-vidni absorpcijski spektroskopiji. Upoštevajte, da pivski zakon pri visokih koncentracijah raztopine ne velja.
Ključni odvzemi: Pivski zakon
- Beer's zakon pravi, da je koncentracija kemične raztopine neposredno sorazmerna z njeno absorpcijo svetlobe.
- Predpostavka je, da svetlobni žarek postane šibkejši, ko prehaja skozi kemično raztopino. Slabljenje svetlobe se pojavi bodisi kot posledica oddaljenosti skozi raztopino ali povečanja koncentracije.
- Zakon o pivu se ponaša z mnogimi imeni, med njimi zakon o pivu-Lambergu, zakon Lambert-Beer in zakon Beer-Lambert-Bouguer.
Druga imena za pivski zakon
Pivski zakon je znan tudi kot Beer-Lambert zakon, the Lambert-Beer zakon
, in Zakon o pivu in Lambertu – Bouguerju. Razlog za toliko imen je, ker je vpletenih več zakonov. V bistvu je Pierre Bouger zakon odkril leta 1729 in ga objavil v Essai D'Optique Sur La Gradation De La Lumière. Johann Lambert je citiral Bougerjevo odkritje v svojem Fotometrija leta 1760, pravijo, da je absorbcija vzorca neposredno sorazmerna z dolžino poti svetlobe.Čeprav Lambert ni zahteval odkritja, so ga pogosto zaslužili. August Beer je leta 1852 odkril sorodni zakon. Beer's Law je določil, da je absorbanca sorazmerna s koncentracijo vzorca. Tehnično se Pivski zakon nanaša samo na koncentracijo, medtem ko se Beer-Lambertov zakon nanaša absorbance tako na koncentracijo kot na debelino vzorca.
Enačba za Beer's Law
Pivski zakon je lahko napisan preprosto kot:
A = εbc
pri čemer je A absorbanca (brez enot)
ε molska absorptivnost z enotami L mol-1 cm-1 (prej imenovan koeficient izumrtja)
b je dolžina poti vzorca, običajno izražena v cm
c je koncentracija spojine v raztopini, izražena v mol L-1
Izračun absorbance vzorca z enačbo je odvisen od dveh predpostavk:
- Absorbanca je neposredno sorazmerna z dolžino poti vzorca (širino kivete).
- Absorbanca je neposredno sorazmerna s koncentracijo vzorca.
Kako uporabiti pivski zakon
Medtem ko mnogi sodobni instrumenti izvajajo izračune Beer's Law s preprosto primerjavo prazne kivete z vzorcem, je enostavno pripraviti graf z uporabo standardnih rešitev za določitev koncentracije vzorca. Grafična metoda predpostavlja ravnotežno razmerje med absorbcijo in koncentracijo, ki velja za razredčene raztopine.
Primer izračuna pivskega zakona
Znano je, da ima vzorec največjo vrednost absorbance 275 nm. Njegova molska absorptivnost je 8400 M-1cm-1. Širina kivete je 1 cm. Spektrofotometer najde A = 0,70. Kakšna je koncentracija vzorca?
Za rešitev težave uporabite Pivski zakon:
A = εbc
0,70 = (8400 M-1cm-1) (1 cm) (c)
Obe strani enačbe razdelimo z [(8400 M-1 cm-1) (1 cm)]
c = 8,33 x 10-5 mol / L
Pomen pivskega zakona
Pivski zakon je še posebej pomemben na področju kemije, fizike in meteorologije. Beer's Law se uporablja v kemiji za merjenje koncentracije kemičnih raztopin, za analizo oksidacije in za merjenje razgradnje polimerov. Zakon opisuje tudi slabljenje sevanja skozi Zemljino atmosfero. Zakon se običajno uporablja tudi pri svetlobi in tako razume znanstvenike pri zmanjševanju žarkov delcev, kot so nevtroni. V teoretični fiziki je zakon Beer-Lamberta rešitev za operaterja Bhatnagar-Gross-Krook (BKG), ki se v Boltzmannovi enačbi uporablja za računsko dinamiko tekočin.
Viri
- Pivo, avgust. "" Bestimmung der Absorption des rothen Lichts in farbigen Flüssigkeiten "(Določitev absorpcije rdeče svetlobe v barvnih tekočinah." Annalen der Physik in Chemie, vol. 86, 1852, str. 78–88.
- Bouguer, Pierre. Essai d'optique sur gradation de la lumière. Claude Jombert, 1729 pp. 16–22.
- Ingle, J. D. J. in S. R. Crouch. Spektrokemijska analiza. Dvorana Prentice, 1988.
- Lambert, J. H. Photometria sive de mensura et gradibus luminis, colorum et umbrae [fotometrija ali, o meritvi in gradacije svetlobe, barv in sence]. Augsburg ("Augusta Vindelicorum"). Eberhardt Klett, 1760.
- Mayerhöfer, Thomas Günter in Jürgen Popp. "Pivski zakon - zakaj je absorbance (skoraj) linearno odvisna od koncentracije." Chemphyschem, vol. 20, št. 4. december 2018. doi:10.1002 / cphc.201801073