Ορισμός και εξίσωση του νόμου της μπύρας

Ο νόμος της μπύρας είναι μια εξίσωση που συνδέει την εξασθένηση του φωτός με τις ιδιότητες ενός υλικού. Ο νόμος ορίζει ότι η συγκέντρωση μιας χημικής ουσίας είναι άμεσα ανάλογη με την απορρόφηση του α λύση. Η σχέση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό του συγκέντρωση ενός χημικού είδους σε ένα διάλυμα χρησιμοποιώντας ένα χρωματόμετρο ή φασματοφωτόμετρο. Η σχέση χρησιμοποιείται συχνότερα σε φασματοσκοπία απορρόφησης με ορατή ακτινοβολία UV. Σημειώστε ότι ο νόμος της Beer δεν ισχύει σε υψηλές συγκεντρώσεις διαλύματος.

Λέξεις-κλειδιά: Νόμος της μπύρας

Ο νόμος περί μπύρας είναι επίσης γνωστός ως Νόμος Beer-Lambert, ο Νόμος Lambert-Beer, και το Νόμος Beer-Lambert-Bouguer. Ο λόγος που υπάρχουν τόσα πολλά ονόματα είναι επειδή εμπλέκονται περισσότεροι από ένας νόμοι. Βασικά, ο Pierre Bouger ανακάλυψε το νόμο το 1729 και δημοσίευσε το Essai D'Optique Sur La Gradation De La Lumière. Ο Johann Lambert ανέφερε την ανακάλυψη του Bouger στο δικό του Φωτομετρία το 1760, λέγοντας ότι η απορρόφηση ενός δείγματος είναι άμεσα ανάλογη με το μήκος της διαδρομής του φωτός.

Παρόλο που ο Λάμπερτ δεν διεκδίκησε ανακάλυψη, συχνά πιστώθηκε με αυτό. Η August Beer ανακάλυψε σχετικό νόμο το 1852. Ο νόμος της μπύρας ανέφερε ότι η απορρόφηση είναι ανάλογη με τη συγκέντρωση του δείγματος. Από τεχνική άποψη, ο νόμος της Beer αφορά μόνο τη συγκέντρωση, ενώ ο νόμος Beer-Lambert συνδέει την απορρόφηση τόσο με τη συγκέντρωση όσο και με το πάχος του δείγματος.

Ο νόμος της μπύρας μπορεί να γραφτεί απλά ως εξής:

Α = εbc

όπου Α είναι απορρόφηση (χωρίς μονάδες)
ε είναι η μοριακή απορροφητικότητα με μονάδες L mol^-1 εκ^-1 (που προηγουμένως ονομάστηκε συντελεστής εξάλειψης)
b είναι το μήκος διαδρομής του δείγματος, συνήθως εκφρασμένο σε cm
c είναι η συγκέντρωση της ένωσης σε διάλυμα, εκφρασμένη σε mol^-1

Ο υπολογισμός της απορρόφησης ενός δείγματος χρησιμοποιώντας την εξίσωση εξαρτάται από δύο παραδοχές:

1. Η απορρόφηση είναι άμεσα ανάλογη με το μήκος διαδρομής του δείγματος (το πλάτος της κυψελίδας).
2. Η απορρόφηση είναι άμεσα ανάλογη με τη συγκέντρωση του δείγματος.

Ενώ πολλά σύγχρονα όργανα εκτελούν τους υπολογισμούς του νόμου της Beer, συγκρίνοντας απλώς μια κενή κυψελίδα με ένα δείγμα, είναι εύκολο να ετοιμάσετε ένα γράφημα χρησιμοποιώντας πρότυπες λύσεις για τον προσδιορισμό της συγκέντρωσης ενός δείγματος. Η μέθοδος γραφήματος υποθέτει μια ευθεία σχέση μεταξύ απορρόφησης και συγκέντρωσης, η οποία ισχύει για αραιά διαλύματα.

Ένα δείγμα είναι γνωστό ότι έχει μέγιστη τιμή απορρόφησης 275 nm. Η μοριακή απορροφητικότητα είναι 8400 Μ^-1εκ^-1. Το πλάτος της κυψελίδας είναι 1 cm. Ένα φασματοφωτόμετρο βρίσκει Α = 0,70. Ποια είναι η συγκέντρωση του δείγματος;

Για να λύσετε το πρόβλημα, χρησιμοποιήστε το νόμο της Beer:

Α = εbc

0,70 = (8400 Μ^-1εκ^-1) (1 cm) (γ)

Διαχωρίστε και τις δύο πλευρές της εξίσωσης από το [(8400 M^-1 εκ^-1) (1 cm)]

c = 8,33 χ 10^-5 φίλη αλήτη

Ο νόμος περί μπύρας είναι ιδιαίτερα σημαντικός στους τομείς της χημείας, της φυσικής και της μετεωρολογίας. Ο νόμος της μπύρας χρησιμοποιείται στη χημεία για τη μέτρηση της συγκέντρωσης των χημικών διαλυμάτων, για την ανάλυση της οξείδωσης και για τη μέτρηση της αποικοδόμησης του πολυμερούς. Ο νόμος περιγράφει επίσης την εξασθένηση της ακτινοβολίας μέσω της ατμόσφαιρας της Γης. Ενώ εφαρμόζεται κανονικά στο φως, ο νόμος βοηθά επίσης τους επιστήμονες να κατανοήσουν την εξασθένηση των δοκών σωματιδίων, όπως τα νετρόνια. Στη θεωρητική φυσική, ο νόμος Beer-Lambert είναι μια λύση για τον χειριστή Bhatnagar-Gross-Krook (BKG), ο οποίος χρησιμοποιείται στην εξίσωση Boltzmann για υπολογιστική ρευστότητα.

• Μπύρα, Αύγουστος. "" Προσδιορισμός της απορρόφησης του ερυθρού φωτός σε χρωματιστά υγρά "." Annalen der Physik und Chemie, vol. 86, 1852, σελ. 78–88.
• Μπουγιέρ, Πιέρ. Η οπτική επαφή με τη διαβάθμιση του φωτός. Claude Jombert, 1729 σελ. 16–22.
• Ingle, J. ΡΕ. J., and S. R. Συσπειρούμαι. Φασματοχημική Ανάλυση. Prentice Hall, 1988.
• Lambert, J. Η. Φωτομετρία για τη μέτρηση και τη βαθμονόμηση φωτεινότητας, χρώματος και ομφαρα [Φωτομετρία, ή, Σχετικά με το μέτρο και τις διαβαθμίσεις του φωτός, των χρωμάτων και της απόχρωσης]. Augsburg ("Augusta Vindelicorum"). Eberhardt Klett, 1760.
• Mayerhöfer, Thomas Günter και Jürgen Popp. "Νόμος της μπύρας - γιατί η απορρόφηση εξαρτάται (σχεδόν) γραμμικά από τη συγκέντρωση." Chemphyschem, vol. 20, όχι. 4, Δεκέμβριος 2018. doi:10.1002 / cphc.201801073