Bier Lambert Gesetz Absorptionsberechnung und ihre Anwendungen


Ausgabe: Berechnen drücken

Chemie---Beer-Lambert-Gesetz-Absorbanzberechnung

Das-Geheimnis-des-Beer-Lambert-Gesetzes-enthüllen

Chemie-ist-reich-an-faszinierenden-Prinzipien-und-Formeln,-die-uns-helfen,-die-Welt-um-uns-herum-zu-verstehen.-Eines-dieser-Prinzipien-ist-das-Beer-Lambert-Gesetz,-eine-Gleichung-mit-weitreichenden-Anwendungen-in-Bereichen-von-der-analytischen-Chemie-bis-zu-den-Atmosphärenwissenschaften.-Das-Beer-Lambert-Gesetz,-auch-einfach-als-Beer'sches-Gesetz-bekannt,-hilft-uns-zu-verstehen,-wie-Licht-von-einem-Medium-absorbiert-wird-und-wie-wir-diese-Absorption-quantifizieren-können.

Was-ist-das-Beer-Lambert-Gesetz?

Das-Beer-Lambert-Gesetz-beschreibt-die-Beziehung-zwischen-der-Lichtabsorption-durch-eine-Substanz,-den-Eigenschaften-der-Substanz-und-der-Weglänge,-die-das-Licht-durch-sie-hindurch-reist.-Die-Formel-wird-gewöhnlich-wie-folgt-geschrieben:

Formel:-A-=-ε-×-c-×-l

Wobei:

Eingaben-und-Ausgaben-aufschlüsseln

Lassen-Sie-uns-untersuchen,-was-jeder-Begriff-darstellt.

Absorbanz-(A)

Die-Absorbanz-einer-Probe-(A)-ist-ein-direktes-Maß-dafür,-wie-viel-Licht-von-der-Probe-absorbiert-wird.-Absorbanz-hat-keine-Einheiten-und-wird-in-der-Regel-als-einfache-Zahl-angegeben.-Sie-steht-in-engem-Zusammenhang-mit-der-Konzentration-der-absorbierenden-Substanz-in-der-Probe.

Molarer-Absorptionskoeffizient-(ε)

Der-molare-Absorptionskoeffizient,-auch-als-molarer-Extinktionskoeffizient-bekannt,-charakterisiert,-wie-stark-eine-Substanz-Licht-bei-einer-bestimmten-Wellenlänge-absorbiert.-Seine-Einheiten-sind-Liter-pro-Mol-pro-Zentimeter-(L·mol-1·cm-1),-was-es-ermöglicht,-die-Absorbanz-basierend-auf-Konzentration-und-Weglänge-zu-standardisieren.

Konzentration-(c)

Die-Konzentration-der-absorbierenden-Spezies-in-der-Lösung-wird-normalerweise-in-Mol-pro-Liter-(mol·L-1)-ausgedrückt.-Dies-zeigt,-wie-viele-Mol-der-absorbierenden-Spezies-in-einem-Liter-Lösung-vorhanden-sind.

Weglänge-(l)

Die-Weglänge-ist-die-Strecke,-die-das-Licht-durch-die-Probe-reist,-normalerweise-in-Zentimetern-(cm)-gemessen.-In-den-meisten-praktischen-Anwendungen-ist-dies-die-Breite-der-Küvette-oder-des-Behälters,-der-die-Probe-hält.

Beispiel-aus-dem-wirklichen-Leben

Stellen-Sie-sich-vor,-Sie-sind-ein-Chemiker,-der-in-einem-Labor-arbeitet,-und-Sie-müssen-die-Konzentration-einer-gefärbten-Verbindung-in-einer-Lösung-bestimmen.-Die-Verwendung-des-Beer-Lambert-Gesetzes-vereinfacht-diesen-Prozess.-Angenommen,-Sie-haben-eine-1-cm-breite-Küvette,-und-Sie-kennen-den-molaren-Absorptionskoeffizienten-der-Verbindung-bei-einer-bestimmten-Wellenlänge,-der-50.000-L·mol-1·cm-1-beträgt.-Sie-messen-die-Absorbanz-und-stellen-fest,-dass-sie-0,75-beträgt.-Die-Gleichung-wird-umgestellt,-um-die-Konzentration-zu-lösen:

Formel:-c-=-A-/-(ε-×-l)

Wenn-Sie-die-Werte-einfügen,-erhalten-Sie:

c-=-0.75-/-(50.000-×-1)

Daher-beträgt-die-Konzentration-(c)-0,000015-Mol-pro-Liter-oder-15-µM-(Mikromolar).

Anwendungen-des-Beer-Lambert-Gesetzes

Während-unser-Beispiel-sich-mit-einer-einfachen-Lösung-im-Labor-beschäftigte,-erstreckt-sich-der-Nutzen-des-Beer-Lambert-Gesetzes-auf-verschiedene-Bereiche:

  • Analytische-Chemie:-Weit-verbreitet-zur-spektrophotometrischen-Analyse-zur-Bestimmung-der-Konzentration-von-gelösten-Stoffen-in-einer-Lösung.
  • Umweltüberwachung:-Bewertung-der-Konzentration-von-Schadstoffen-in-der-Atmosphäre-oder-in-Gewässern.
  • Medizinische-Diagnostik:-Quantifizierung-von-Biomolekülen-in-klinischen-Tests-mittels-UV-Vis-Spektroskopie.

Häufig-gestellte-Fragen-(FAQs)

  • F:-Was-passiert,-wenn-der-Absorbanzwert-zu-hoch-ist?

    A:-Ein-hoher-Absorbanzwert-bedeutet,-dass-das-meiste-Licht-von-der-Probe-absorbiert-wird,-was-möglicherweise-zu-Ungenauigkeiten-aufgrund-von-Streuung-oder-nichtlinearem-Verhalten-führt.-Es-könnte-erforderlich-sein,-die-Probe-zu-verdünnen.

  • F:-Kann-das-Beer-Lambert-Gesetz-auf-Mischungen-angewendet-werden?

    A:-Ja,-vorausgesetzt,-dass-der-molare-Absorptionskoeffizient-jeder-Komponente-bekannt-ist,-kann-die-Gesamtabsorbanz-als-Summe-der-einzelnen-Absorbanzen-betrachtet-werden.

  • F:-Gibt-es-eine-Einschränkung-des-Beer-Lambert-Gesetzes?

    A:-Das-Gesetz-gilt-hauptsächlich-für-verdünnte-Lösungen,-in-denen-die-Wechselwirkungen-zwischen-den-gelösten-Molekülen-minimal-sind.

Fazit

Das-Beer-Lambert-Gesetz-ist-ein-unschätzbares-Werkzeug-in-der-Chemie-und-darüber-hinaus.-Ob-Sie-unbekannte-Substanzen-identifizieren-oder-Schadstoffe-in-der-Atmosphäre-messen,-das-Verstehen,-wie-Licht-mit-Materie-durch-dieses-grundlegende-Prinzip-interagiert,-ist-der-Schlüssel-zur-Beantwortung-vieler wissenschaftlicher Fragen. Rüsten Sie sich mit einem Spektrophotometer aus, wenden Sie das Beer Lambert Gesetz an, und Sie sind auf dem Weg, aufschlussreiche Entdeckungen zu machen!

Tags: Chemie, Physik, Analytische Chemie