NộI Dung
Nhiều hợp chất hấp thụ ánh sáng trong phần nhìn thấy hoặc tia cực tím của phổ điện từ. Sử dụng định luật Beers, bạn có thể tính toán nồng độ của dung dịch dựa trên lượng ánh sáng nó hấp thụ.
Sử dụng luật bia
Định luật Bia bia chi phối lượng bức xạ hấp thụ và chỉ ra rằng độ hấp thụ tỷ lệ thuận với nồng độ. Do đó, khi nồng độ của một hợp chất hòa tan trong một dung môi nhất định tăng, độ hấp thụ của dung dịch cũng sẽ tăng theo tỷ lệ thuận. Các nhà hóa học lợi dụng mối quan hệ này để xác định nồng độ của các giải pháp chưa biết. Điều này trước tiên đòi hỏi dữ liệu độ hấp thụ trên một loạt các giải pháp có nồng độ được gọi là các giải pháp tiêu chuẩn. Dữ liệu độ hấp thụ và nồng độ sau đó được vẽ trong một đường cong hiệu chuẩn để thiết lập mối quan hệ toán học của chúng. Nồng độ của mẫu chưa biết có thể được xác định bằng cách đo độ hấp thụ của nó.
Tính toán nồng độ dung dịch
Bước 1. Xây dựng một đồ thị hiệu chuẩn độ hấp thụ trên trục y và nồng độ trên trục x cho các giải pháp tiêu chuẩn. Các điểm dữ liệu phải nằm dọc theo một đường thẳng hợp lý. Hai điểm dữ liệu đại diện cho mức tối thiểu tuyệt đối và nhiều hơn là tốt hơn.
Bước 2. Vẽ một đường thẳng phù hợp nhất với đường băng thông qua các điểm dữ liệu và mở rộng đường thẳng để giao với trục y. Chọn hai điểm ngẫu nhiên, không phải điểm dữ liệu, trên dòng và xác định tọa độ x và y của chúng. Dán nhãn các tọa độ này là (x1, y1) và (x2, y2).
Bước 3. Tính độ dốc, m, của đường thẳng theo công thức m = (y1 - y2) / (x1 - x2). Xác định chặn y, viết tắt b, bằng cách lưu ý giá trị y trong đó đường thẳng đi qua trục y. Ví dụ: đối với hai điểm ngẫu nhiên trên đường thẳng tại tọa độ (0,050, 0,105) và (0,525, 0,315), độ dốc được cho bởi:
m = (0.105 - 0.315) / (0.050 - 0.525) = 0.440.
Nếu đường thẳng vượt qua trục y ở 0,08, thì giá trị này đại diện cho chặn y.
Bước 4. Viết công thức của dòng của biểu đồ hiệu chuẩn ở dạng y = mx + b. Tiếp tục ví dụ từ Bước 3, phương trình sẽ là y = 0,440x + 0,080. Điều này đại diện cho phương trình của đường chuẩn.
Bước 5. Thay thế độ hấp thụ của dung dịch nồng độ chưa biết vào phương trình xác định là y và giải cho x, trong đó x đại diện cho nồng độ. Ví dụ, nếu một giải pháp chưa biết thể hiện độ hấp thụ 0,330, phương trình sẽ mang lại:
x = (y - 0,080) / 0,440 = (0,330 - 0,080) / 0,440 = 0,568 mol mỗi lít.
Lý thuyết Vs. Thực hành
Mặc dù định luật Bia bia nói rằng độ hấp thụ và nồng độ tỷ lệ thuận với nhau, nhưng về mặt thực nghiệm, điều này chỉ đúng trong phạm vi nồng độ hẹp và trong các dung dịch loãng. Do đó, các giải pháp tiêu chuẩn có nồng độ từ, ví dụ: 0,010 đến 0,100 mol mỗi lít sẽ thể hiện tuyến tính. Tuy nhiên, một phạm vi nồng độ từ 0,010 đến 1,00 mol mỗi lít có thể sẽ không.