De wet van Beer is een vergelijking die de verzwakking van licht relateert aan de eigenschappen van een materiaal. De wet bepaalt dat de concentratie van een chemische stof recht evenredig is met de absorptie van een oplossing. De relatie kan worden gebruikt om de concentratie van een chemische soort in een oplossing met een colorimeter of spectrofotometer. De relatie wordt meestal gebruikt in UV-zichtbare absorptiespectroscopie. Merk op dat de wet van Beer niet geldig is bij hoge oplossingsconcentraties.
Belangrijkste afhaalrestaurants: de wet van Beer
- De wet van Beer stelt dat de concentratie van een chemische oplossing recht evenredig is met de absorptie van licht.
- Het uitgangspunt is dat een lichtstraal zwakker wordt wanneer deze door een chemische oplossing gaat. De verzwakking van het licht vindt plaats als gevolg van de afstand door de oplossing of de toenemende concentratie.
- De wet van Beer heeft vele namen, waaronder de wet van Beer-Lambert, de wet van Lambert-Beer en de wet van Beer-Lambert-Bouguer.
Andere namen voor de wet van Beer
De wet van Beer staat ook bekend als de Beer-Lambert Law, de Lambert-Beer Law, en de Beer – Lambert – Bouguer Law. De reden dat er zoveel namen zijn, is omdat er meer dan één wet bij betrokken is. Kortom, Pierre Bouger ontdekte de wet in 1729 en publiceerde deze in Essai D'Optique Sur La Gradation De La Lumière. Johann Lambert citeerde de ontdekking van Bouger in de zijne Fotometrie in 1760, zegt de absorptie van een monster recht evenredig met de padlengte van licht.
Hoewel Lambert geen ontdekking claimde, werd hij er vaak mee gecrediteerd. August Beer ontdekte een gerelateerde wet in 1852. De wet van Beer stelde dat de absorptie evenredig is met de concentratie van het monster. Technisch gezien heeft de wet van Beer alleen betrekking op concentratie, terwijl de wet van Beer-Lambert absorptie zowel op concentratie als op monsterdikte betrekking heeft.
Vergelijking voor de wet van Beer
De wet van Beer kan eenvoudig worden geschreven als:
A = εbc
waarbij A absorptie is (geen eenheden)
E is het molaire absorptievermogen met eenheden van L mol-1 cm-1 (voorheen de extinctiecoëfficiënt genoemd)
b is de padlengte van het monster, meestal uitgedrukt in cm
c is de concentratie van de verbinding in oplossing, uitgedrukt in mol L-1
Het berekenen van de absorptie van een monster met behulp van de vergelijking hangt af van twee aannames:
- De absorptie is recht evenredig met de padlengte van het monster (de breedte van de cuvette).
- De absorptie is recht evenredig met de concentratie van het monster.
Hoe de wet van Beer te gebruiken
Hoewel veel moderne instrumenten Beer's Law-berekeningen uitvoeren door eenvoudig een lege cuvette te vergelijken met een monster, is het eenvoudig om een grafiek te maken gebruik standaard oplossingen om de concentratie van een monster te bepalen. De grafische methode veronderstelt een rechtlijnige relatie tussen absorptie en concentratie, die geldig is voor verdun oplossingen.
Berekening van de wet van het bier
Van een monster is bekend dat het een maximale absorptiewaarde van 275 nm heeft. Het molaire absorptievermogen is 8400 M-1cm-1. De breedte van de cuvette is 1 cm. Een spectrofotometer vindt A = 0,70. Wat is de concentratie van het monster?
Gebruik de wet van Beer om het probleem op te lossen:
A = εbc
0,70 = (8400 M-1cm-1) (1 cm) (c)
Deel beide zijden van de vergelijking door [(8400 M-1 cm-1) (1 cm)]
c = 8,33 x 10-5 mol / L
Het belang van de wet van Beer
De wet van Beer is vooral belangrijk op het gebied van chemie, natuurkunde en meteorologie. De wet van Beer wordt in de chemie gebruikt om de concentratie van chemische oplossingen te meten, om oxidatie te analyseren en om polymeerafbraak te meten. De wet beschrijft ook de verzwakking van straling door de atmosfeer van de aarde. Hoewel normaal toegepast op licht, helpt de wet wetenschappers ook om de verzwakking van deeltjesbundels, zoals neutronen, te begrijpen. In de theoretische fysica is de Beer-Lambert-wet een oplossing voor de Bhatnagar-Gross-Krook (BKG) -operator, die wordt gebruikt in de Boltzmann-vergelijking voor computational fluid dynamics.
Bronnen
- Bier, augustus. "" Bestimmung der Absorption des rothen Lichts in farbigen Flüssigkeiten "(Bepaling van de opname van rood licht in gekleurde vloeistoffen)." Annalen der Physik und Chemie, vol. 86, 1852, pp. 78–88.
- Bouguer, Pierre. Essai d'optique sur la gradation de la lumière. Claude Jombert, 1729 pp. 16–22.
- Ingle, J. D. J. en S. R. Crouch. Spectrochemische analyse. Prentice Hall, 1988.
- Lambert, J. H. Photometria sive de mensura et gradibus luminis, colorum et umbrae [Fotometrie, of, Over de maat en gradaties van licht, kleuren en schaduw]. Augsburg ("Augusta Vindelicorum"). Eberhardt Klett, 1760.
- Mayerhöfer, Thomas Günter en Jürgen Popp. "De wet van Beer - waarom absorptie (bijna) lineair afhangt van concentratie." Chemphyschem, vol. 20, nee. 4 december 2018. doi:10.1002 / cphc.201801073