Sadržaj
Mnogi spojevi apsorbiraju svjetlost u vidljivom ili ultraljubičastom dijelu elektromagnetskog spektra. Koristeći Beersov zakon, možete izračunati koncentraciju otopine na temelju količine svjetlosti koju apsorbira.
Korištenje zakona o pivima
Pivski zakon regulira količinu apsorbirane radijacije i naznačuje da je apsorbancija izravno proporcionalna koncentraciji. Kako se povećava koncentracija spoja otopljenog u određenom otapalu, apsorbancija otopine također bi se trebala proporcionalno povećavati. Kemičari koriste taj odnos kako bi odredili koncentraciju nepoznatih otopina. Ovo prvo zahtijeva podatke o apsorbanciji na nizu otopina poznate koncentracije zvane standardne otopine. Podaci apsorpcije i koncentracije crtaju se u kalibracijskoj krivulji radi uspostavljanja njihovog matematičkog odnosa. Koncentracija nepoznatog uzorka može se odrediti mjerenjem njegove apsorbancije.
Izračunavanje koncentracije otopine
Korak 1. Konstruirajte kalibracijsku shemu apsorpcije na osi y i koncentracije na osi x za standardna rješenja. Točke podataka trebaju pasti uz razumno ravnu liniju. Dvije podatkovne točke predstavljaju apsolutni minimum, a više je bolje.
Korak 2. Nacrtajte ravnu liniju „najbolje uklopljene“ kroz podatkovne točke i produžite liniju da presijeca y-os. Izaberite dvije slučajne točke, a ne podatkovne točke, i odredite njihove x i y koordinate. Označite ove koordinate kao (x1, y1) i (x2, y2).
3. korak Izračunajte nagib, m, pravca prema formuli m = (y1 - y2) / (x1 - x2). Odredite y-presretanje, skraćeno b, bilježeći y-vrijednost tamo gdje linija prelazi y-os. Na primjer, za dvije slučajne točke na liniji u koordinatama (0,050, 0,105) i (0,525, 0,315), nagib je izražen sa:
m = (0,105 - 0,315) / (0,050 - 0,525) = 0,440.
Ako linija prelazi osi y na 0,08, tada ta vrijednost predstavlja y-presretanje.
4. korak Napišite formulu crte kalibracijske crteže u obliku y = mx + b. Nastavljajući primjer iz koraka 3, jednadžba bi bila y = 0,440x + 0,080. Ovo predstavlja jednadžbu kalibracijske krivulje.
5. korak Zamijenite apsorbanciju otopine nepoznate koncentracije u jednadžbi koja je određena kao y i riješite za x, gdje x predstavlja koncentracija. Ako bi, na primjer, nepoznata otopina pokazivala apsorpciju 0,330, jednadžba bi dala:
x = (y - 0,080) / 0,440 = (0,330 - 0,080) / 0,440 = 0,568 molova po litri.
Teorija vs. Praksa
Iako Beer-ov zakon kaže da su apsorpcija i koncentracija izravno proporcionalni, eksperimentalno je to točno samo u uskim rasponima koncentracija i u razrijeđenim otopinama. Tako će standardne otopine u rasponu koncentracije, na primjer, 0,010 do 0,100 molova po litri, pokazati linearnost. Raspon koncentracije od 0,010 do 1,00 mola po litri, vjerovatno neće.