Съдържание
Много съединения абсорбират светлина във видимата или ултравиолетовата част на електромагнитния спектър. Използвайки закона за бирата, можете да изчислите концентрацията на разтвор въз основа на това колко светлина поглъща.
Използване на закона за бирите
Законът на бирата урежда количеството абсорбирана радиация и посочва, че абсорбцията е пряко пропорционална на концентрацията. По този начин, тъй като концентрацията на съединение, разтворено в даден разтворител, се увеличава, абсорбцията на разтвора също трябва да нараства пропорционално. Химиците се възползват от тази връзка, за да определят концентрацията на неизвестни разтвори. Това първо изисква данни за абсорбция на серия разтвори с известна концентрация, наречени стандартни разтвори. Данните за абсорбцията и концентрацията се начертават в калибровъчна крива, за да се установи тяхната математическа връзка. Концентрацията на неизвестната проба може да бъде определена чрез измерване на нейната абсорбция.
Изчисляване на концентрацията на разтвора
Етап 1. Изградете графика за калибриране на абсорбцията по оста y и концентрация върху оста x за стандартните разтвори. Точките от данни трябва да падат по относително права линия. Две точки от данни представляват абсолютния минимум и повече е по-добре.
Стъпка 2. Начертайте права точка на най-доброто пасване през точките с данни и разширете линията, за да се пресичат y-оста. Изберете две случайни точки, а не точки от данни, на линията и определете техните x и y координати. Обозначете тези координати като (x1, y1) и (x2, y2).
Стъпка 3. Изчислете наклона, m, на линията по формулата m = (y1 - y2) / (x1 - x2). Определете y-прехващане, съкратено b, като отбележите y-стойността, където линията пресича y-оста. Например, за две случайни точки на линията с координати (0.050, 0.105) и (0.525, 0.315), наклонът се дава от:
m = (0.105 - 0.315) / (0.050 - 0.525) = 0.440.
Ако линията пресича y-оста при 0,08, тогава тази стойност представлява y-прехващане.
Стъпка 4. Напишете формулата на линията на графиката за калибриране под формата y = mx + b. Продължавайки примера от стъпка 3, уравнението ще бъде y = 0.440x + 0.080. Това представлява уравнението на кривата на калибриране.
Стъпка 5. Заместете абсорбцията на разтвора с неизвестна концентрация в уравнението, определено като y, и разрешете за x, където x представлява концентрация. Ако, например, неизвестен разтвор прояви абсорбция 0,330, уравнението ще даде:
х = (у - 0,080) / 0,440 = (0,330 - 0,080) / 0,440 = 0,568 мола на литър.
Теория Vs. практика
Въпреки че законът на Бирата гласи, че абсорбцията и концентрацията са пряко пропорционални, експериментално това е вярно само в тесни граници на концентрация и в разредени разтвори. По този начин стандартните разтвори, които варират в концентрация, например от 0,010 до 0,100 мола на литър, ще показват линейност. Диапазон на концентрация от 0,010 до 1,00 мола на литър обаче вероятно няма.